CC BY
115
УДК 631.51: 631. 174: 633. 11: 631.581. 1 (571.1)
ОПТИМИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ВТОРОЙ ПШЕНИЦЫ ПОСЛЕ ПАРА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Л.В. ЮШКЕВИЧ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
А.Г. ЩИТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
О.Ф. ХАМОВА, кандидат биологических наук, зав. сектором
С.В. КОНОНОВ, аспирант Сибирский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью разработки технологии возделывания яровой мягкой пшеницы в зернопаровом севообороте при разной интенсивности обработки почвы на фоне комплексной химизации в южной лесостепной зоне Западной Сибири. Схема опыта предусматривала изучение четырех систем обработки почвы (вспашка на глубину 20...22 см ежегодно - контроль; комбинированная, предусматривающая чередование через год отвальной и мелкой плоскорезной обработки на глубину 10.12 см; плоскорезная обработка на 10.12 см ежегодно; минимально-нулевая, при которой осенние обработки не проводятся, а в пару осуществляется рыхление на глубину до 8.10 см), а также различных вариантов применения средств химизации (удобрения, гербициды, фунгициды, ретарданты, инсектициды) раздельно и в разных комбинациях (контроль - без средств химизации). В условиях длительного стационарного опыта (40лет) на черноземе выщелоченном под второй пшеницей после пара наиболее благоприятные агрофизические параметры (оптимизация сложения верхнего слоя, повышение оструктуренности и снижение эродируемости почвы, уменьшение водопотребления в 2,2-2,8 раза, в сравнении с контролем без химизации) складывались при применении ресурсосберегающей комбинированной системы обработки почвы в севообороте. Суммарная биологическая активность почвы в пахотном слое возрастала в ряду обработок: отвальная - плоскорезная - комбинированная. Комплексное применение средств химизации при комбинированной системе основной обработки почвы снижало засоренность агрофитоценоза в 3,8-4,2 раза, поражение растений болезнями в 10,8-17,3 раза. Урожайность пшеницы повышалась в 2,1 раза (до 3,3 т/га) с одновременным улучшением качества зерна и экономических показателей его производства. Остатки пестицидов в зерне отсутствовали, содержание тяжелых металлов в почве и конечной продукции было в 6,1-18,2раза ниже ПДК. Ключевые слова: яровая пшеница, предшественник, система обработки почвы, средства интенсификации, элементы почвенного плодородия, агрофитоценоз, урожайность, качество зерна.
Особенность зернового производства в Западной Сибири - исчерпание резервов экстенсивных технологий и стабилизация продуктивности посевов за последние 20 лет на уровне 1,2.. .1,5 т/га (степная зона -1,19 т/га, южная лесостепь - 1,47 т/га). Современные зональные технологии выращивания зерна должны быть ресурсосберегающими с рациональным применением средств интенсификации и возделыванием более адаптивных и качественных сортов, обеспечивающих увеличение урожайности на 40.60 % и выше.
Исследованиями СибНИИСХ установлено, что наивысшая урожайность яровой пшеницы (3,86 т/га) получена по пару при использовании мелкой плоскорезной обработки на глубину до 10.12 см и средств интенсификации. На второй пшенице после пара эффективность поверхностных обработок снижалась, усиливались их негативные стороны: повышение засоренности и инфицированности агро-фитоценоза, снижение биологической активности почвы, ухудшение азотного режима и водопроницаемости [1].
На сегодняшний день технология возделывания яровой пшеницы в севооборотах зернового направления, размещенной второй культурой после пара, изучена недостаточно. Требуется оценка эффективности приемов обработки почвы и применения средств интенсификации.
Цель наших исследований - разработка и оценка элементов технологии возделывания яровой пшеницы при размещении её второй культурой после парового предшественника.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2005-2012 гг. в стационарном двухфактор-ном опыте, заложенном в 1972 г. в ОПХ «Омское» (южная лесостепь) в 5-польном зернопаровом севообороте. Почва - чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое до 7.8 % (табл. 1).
Запасы общего азота в почве находились в тесной зависимости от количества гумуса, в основном располагались в верхнем полуметровом слое (83,6 %) и составляли 18,4 т/га.
Обеспеченность почвы подвижной фосфорной кислотой в пахотном слое была средней (по шкале Чирико-ва), обменным калием - высокая (по Масловой).
Содержание азота нитратов под культурой в слое 0.20 см варьировало от низкого до среднего (от 4 до 10.16 мг/кг).
Годовое количество осадков - 350.400 мм, из них 180.220 мм выпадали за вегетационный период, ГТК - 1,0...1,1.
Варианты обработки почвы под второй пшеницей после пара (фактор А) различались по степени интенсивности воздействия на верхний слой почвы: вспашка на глубину 20.22 см ежегодно - контроль; комбинированная обработка, предусматривающая чередование через год отвальной и мелкой плоскорезной обработки на 10.12 см; плоскорезная обработка на 10.12 см ежегодно; минимально-нулевая, при которой осенняя обработка проводится только в пару на 8.10 см.
Схема применения средств химизации (фактор В): контроль - без средств химизации; удобрения - 1М24Р36 на 1 га пашни; гербициды и их баковые смеси - топик (0,3.0,4 л/га) + гренч (7 г/га); фунгицид - ТИЛТ-250
Таблица 1. Агрохимическая характеристика чернозема выщелоченного среднемощного среднегу-мусового тяжелосуглинистого
Глубина, см Гумус, % Азот общий, % С:Ы Фосфор, мг/кг Калий подвижный, мг/100 г Поглощенные основания, мг-экв/100 г Сумма поглощённых оснований мг-экв/100г рН г сол.
валовой подвижный Са | Mg | Na
0.23 7,4 0,342 14 1524 108 58,3 27,3 8,4 0,32 36,02 6,4 34.42 5,7 0,190 17 1237 67 50,6 21,0 9,1 0,42 29,52 6,4
(0,5 л/га); ретардант - ЦеЦеЦе-460 (1,5 л/га); факультативно инсектицид - фастак (0,2 л/га) - удобрения и препараты вносили раздельно и в комплексе.
В опыте высевали среднеранний сорт яровой пшеницы Памяти Азиева с нормой 4,5 млн шт. га. Размещение вариантов - последовательное, повтор-ность - 4-кратная. Уборка - однофазная с оставлением измельченной соломы в поле.
Метеоусловия в годы исследований были близки к средним многолетним значениям. Самые низкие показатели ГТК с выраженной засухой отмечены в вегетационные периоды 2008 г. (0,69), 2010 г. (0,55) и 2012 г. (0,69).
Результаты и обсуждение. Наблюдения показали, что при длительном применении изучаемых ресурсосберегающих систем обработки почвы (кроме контроля) плотность сложения верхнего (0...30 см) слоя черноземных почв к посеву достигает 1,08.1,12 г/см3 с превышением над отвальной обработкой на 11.15 %.
Комбинированная система обработки почвы в севообороте способствовала повышению коэффициента структурности в верхнем (0.10 см) слое почвы до 2,05.2,08, что превышало ежегодную плоскорезную на 15,6.17,8 %.
Длительное (с 1986 г.) применение средств комплексной химизации в связи с более высоким накоплением растительных остатков повышало оструктурен-ность верхнего (0.20 см) слоя почвы в среднем с 1,63 до 1,84, или на 12,9 %, при снижении эродируемости поверхности поля до 13,8 г (на 20,7 %).
Комбинированная система обработки почвы в сочетании со средствами интенсификации способствовала оптимизации состояния агроценоза яровой пшеницы и снижению водопотребления на единицу продукции до 94,4 мм на 1 т зерна, или в 2,2-2,8 раза, по сравнению с контролем (без химизации). Исключение осенней обработки почвы приводило к менее экономному водопо-треблению, относительно комбинированного варианта, в зависимости от уровня интенсификации на 25,2. 62,0 мм/т зерна, или на 27,3.30,7 %.
За годы наблюдений в контроле (без средств химизации) отмечена тенденция повышения биологической активности почвы в варианте с комбинированной обработкой, относительно ежегодной вспашки, при увеличении численности почвенных грибов в почвозащитных вариантах на 23.46 %. Комплексное применение средств интенсификации в целом положительно влияло на параметры биологической активности почвы при преимуществе комбинированного варианта обработки.
Суммарная биологическая активность, определяемая по Л.А. Карягиной, возрастала в слое 0.20 см в ряду: отваль-
ная - плоскорезная - комбинированная обработка. Применение средств химизации усиливало биологическую активность почвы, относительно контроля (вспашка), на 6.27 %.
Содержание нитратного азота к посеву яровой пшеницы в слое 0.40 см снижалось по мере сокращения интенсивности обработки почвы от отвального к минимально-нулевому варианту с 14,2 до 8,8 мг/кг, или на 38 %. При комбинированной обработке почвы к посеву концентрация Ы-Ы03 была лишь на 8 % меньше, чем после отвальной, и на 48 % выше, по сравнению с мелкой плоскорезной.
Засоренность посевов яровой пшеницы во многом определялась интенсивностью обработки почвы и применением средств химизации, изменяясь по вариантам от очень слабой (1,8 % от биомассы) до сильной (27,3 %), или в 15,2 раза. Так, в контроле засоренность посевов повышалась от комбинированного до минимально-нулевого варианта с 13,8.16,7 до 27,3 %, или в 1,6-2,0 раза. Применение гербицидов и комплексной химизации способствовало ее снижению до слабой степени (с 18,4 до 4,4.4,9 %), или в 3,8-4,2 раза, в основном благодаря подавлению мятликовых сорняков.
Поражение яровой пшеницы корневыми гнилями, в основном из-за увеличения инфицированности растительных остатков, возрастало от отвальной к почвозащитным обработкам почвы с 5,3 до 8,7.9,9 %, или в 1,6-1,9 раза, при распространенности инфекции до 32.38 %.
За период наблюдений поражение верхнего яруса листьев культуры мучнистой росой и ржавчиной повышалось в более увлажненные годы (2007, 2009, 2011 гг.) и достигало в контроле и варианте с применением гербицидов и удобрений 3,7.5,4 %, развитие септориоза было незначительным (до 0,5 %). Применение фунгицидов в период «трубкова-ние - начало колошения» яровой пшеницы способствовало снижению развития комплекса листостеблевых болезней до 0,3.0,5 %, или в 10,8-17,3 раза, что продлевало фотосинтетическую активность листового аппарата растений (некроз флагового листа уменьшался в 1,9 раза) и обеспечило существенное повышение продуктивности.
При выращивании яровой пшеницы после непарового предшественника в контроле (без химизации) или при ограниченном применении средств интенсификации, что близко к реальным условиям производства, отмечено устойчивое снижение урожайности зерна по мере сокращения интенсивности обработки почвы от отвального до минимально-нулевого варианта на 0,31. 0,43 т/га, или на 15.25 % (табл. 2). На фоне комплексного использования средств химизации сбор зерна пшеницы при комбинированной системе обработки
Таблица 2. Урожайность зерна второй пшеницы после пара в зависимости от системы обработки чернозема выщелоченного и применения средств интенсификации, южная лесостепь (в среднем за 2005-2012 гг.), т/га
Средства химизации (фактор В) Система обработки почвы (фактор А) Среднее по фактору А, НСР05=0,09 т/га Варьирование урожайности, %
отвальная комбинированная плоскорезная минимально-нулевая
Без средств химизации 1,72 1,57 1,34 1,29 1,48 27,8
(контроль)
Гербициды 2,14 2,16 1,85 1,76 1,98 26,8
Удобрения 2,09 2,04 1,85 1,78 1,94 27,0
Гербициды + удобрения 2,72 2,64 2,32 2,23 2,48 23,2
Гербициды + удобрения + 3,22 3,29 3,02 2,99 3,13 25,0
фунгициды
Гербициды + удобрения + 3,23 3,17 2,93 2,87 3,05 25,6
Фунгициды + ретарданты
Среднее по фактору В 2,52 2,48 2,22 2,12 - -
НСР05=0,09 т/га
Варьирование урожайности, % 22,2 24,3 26,4 29,3
НСР05 частных различий 0,22 т/га
находился на уровне отвальной и составлял 3,29 т/га, превышая минимально-нулевой вариант на 10.13 %.
Прибавки урожая к контролю (без химизации) от систематического применения средств интенсификации составили: от гербицидов - 0,50 т/га (33,8 %); от удобрений - 0,46 (31,1 %); от фунгицидов - 0,65 (26,2 %); от совместного применения - 1,65 т/га (210 %).
Комплексное использование средств интенсификации повышало устойчивость яровой пшеницы к стрессовым абиотическим факторам, относительно контроля и раздельного применения гербицидов и удобрений, при снижении варьирования урожайности с 26,8.27,8 до 23,2.25,6 %. В минимально-нулевом варианте обработки почвы отмечено уменьшение устойчивости и стабильности урожайности зерна яровой пшеницы с повышением коэффициента вариации в среднем с 22,2.24,3 до 29,3 %, или в 1,2-1,3 раза.
Качественные параметры зерна яровой пшеницы имели тенденцию к ухудшению при снижении интенсивности обработки почвы без применения средств интенсификации. Наибольшая масса 1000 зерен (34,1 г), натура зерна (773 г/л), белковость (14,3 %) и содержание клейковины в зерне (28,8 %) отмечены в отвальном и ресурсосберегающем комбинированном вариантах. Комплексная химизация способствовала
повышению массы 1000 зерен относительно контроля с 31,9 до 36,8 г, натуры - с 771 до 790 г/л, белковости - с 13,22 до 14,63 % и клейковины - с 26,8 до 29,3 %.
Рациональное применение средств интенсификации позволяет улучшить экономические параметры технологии возделывания второй пшеницы после пара. При комбинированной системе обработки почвы, по сравнению с минимально-нулевым вариантом, рентабельность и прибыль повышались соответственно на 39,8 и 42,2 %, а относительно наиболее энергоемкой отвальной обработки, себестоимость зерна снижалась в среднем на 9,1 %, рентабельность повышалась на 20,2 %, прибыль - на 6,3 %.
Остатки пестицидов в зерне отсутствовали, содержание тяжелых металлов в почве и конечной продукции было в 6,1-18,2 раза ниже ПДК.
Выводы. Таким образом, применение комбинированной системы обработки почвы и средств комплексной химизации при выращивании второй пшеницы после пара в зернопаровых севооборотах южной лесостепи Западной Сибири оптимизирует агрофизические параметры верхнего слоя черноземных почв, элементы почвенного плодородия и фитосанитарное состояние агрофитоценоза, стабилизирует и повышает урожайность зерна до 3,3 т/га (в 2,1 раза) при улучшении его качества и экономических показателей производства.
Литература.
1. Юшкевич Л.В. Ресурсосберегающая система обработки и плодородие черноземных почв при интенсификации возделывания зерновых культур в южной лесостепи Западной Сибири: дис.... д-ра с.-х. наук, - Омск. - 2001.- 490 с.
OPTIMIZATION OF SOIL TILLAGE AND CHEMICALIZATION COMPONENTS APPLICATION ON SPRING WHEAT, CULTIVATED AS A SECOND CROP AFTER BARE FALLOW IN SOUTHERN FOREST-
STEPPE OF WESTERN SIBERIA L.V. Yushkevich, A.G. Schitov, O.F. Khamova, S.V. Kononov
Summary. Results of long standing investigations for elaboration the spring wheat cultivation technology in fallow crop rotation with different intensities of soil tillage and intensification factors in southern forest-steppe zone ofWestern Siberia were revealed. In long-term stationary experiment (40 years) on leached chernozem soil under spring wheat, cultivated as a second crop after bare fallow, the favorableness agrophysical soil parameters (subsurface structure optimization, erodibility decreasing and water consumption reducing - 2.2-2.8 times as small as compared with control without chemicalization) were formed by application of energy resource-saving soil tillage in crop rotation. Total biological soil activity was increased in next order: moldboard plowing - nonplow subsurface soil tillage - combined soil tillage. Complex chemical components application together with combined soil tillage decreased weed infestation (3.8-4.2 times as small) and plants diseases development (10.8-17.3 times as small). Corn yield was increased up to 3.3 t per hectare (2.1 times as large); corn quality and productivity economical parameters were improved. Pesticide residues in corn were absent, heavy metal content in the soil and into the products was 6.1-18.2 times smaller then permissible critical concentration. Key words: spring wheat, preceding crop, soil technology, chemicalization components, soil fertility elements, agrophytocenosis, yield, corn quality.
УДК: 504.54:631.51 (470)
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПАХОТНОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ФОНА УДОБРЕНИЯ
Н.А. ПЕГОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Удмуртский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail:[email protected]
Резюме. В стационарном полевом опыте, в котором системы зяблевой обработки почвы (отвальная, безотвальная, мелкая) изучаются уже в третьей ротации, проведен отбор и анализ
почвенных проб пахотного слоя для определения содержания органического вещества (ОВ), углерода гумусовых веществ (СОБЩ), углерода специфического гумуса (Сгхф> к) и его состава (СГК и СФ к). Отмечено снижение концентрации гумуса в пахотном слое почвы при мелкой зяблевой обработке, в сравнении с отвальной: СОБЩ - с 1,07 до 1,01 %, СГЖлфк - с 0,241 до 0,228 %. Деструкции подверглись преимущественно гуминовые кислоты, содержание углерода которых уменьшилось с 0,106 до 0,94 %. На фоне внесения навоза негативное влияние мелкой обработки
