CC BY
10
агрономия
grain, a couple per year, with a moderate temperature regime of air, even with a lack of precipitation during the growing season, does not differ significantly from the indicators for the grain predecessor. The grain nature of spring wheat is higher against the background of fallow in years of different favorable conditions and sharply decreases in dry years for its grain predecessor. The advantage of the steam background is also manifested in an increase in the content of wet gluten in spring wheat varieties.
Key words: spring wheat, variety, vitreous grain, grain nature, wet gluten content, steam, plowing, moldboard-free loosening, grain predecessor.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-22-27
-♦-
УДК 633.11:631.321:631.81(470.56)
Основные факторы влияния на продуктивность яровой мягкой пшеницы в степной зоне Южного Урала*
Н.А. Максютов, д-р с.-х. наук, профессор; А.А. Зоров, канд. с.-х. наук; В.Ю. Скороходов, канд. с.-х. наук; Д.В. Митрофанов, канд. с.-х. наук; Ю.В. Кафтан, канд. с.-х. наук; Н.А. Зенкова, канд. с.-х. наук ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
Многолетние исследования в сравнении с короткосрочными опытами (3 - 4 года) в засушливых условиях охватывают всё многообразие погоды и дают объективные и достоверные данные. Полученные многолетние результаты нивелируют допущенные ошибки, которые часто встречаются при 3 - 4-годичных исследованиях. Результаты исследований показали, что на продуктивность яровой мягкой пшеницы оказывают влияние многие факторы, в том числе погодные. За 30 лет произошло повышение температуры воздуха за с.-х. год на 2,1 °С, в зимний период - на 3,3 °С. Вегетационный период часто сопровождается резкими среднесуточными перепадами температуры, выпадением осадков ливневого характера, активной ветровой деятельностью и увеличением суховейных дней с относительной влажностью 30 % и ниже. Установлено, что из 30 лет исследований пшеница 6 лет была подвержена слабой засушливости, 3 года - умеренной, 14 лет - сильной и 6 лет - условиям пустыни. За 1990 - 2019 гг. существенную прибавку зерна яровой мягкой пшеницы от удобренного фона продемонстрировали 9 лет, причём во влажные 5 лет она составила до 7,7 ц, в засушливые 4 года - до 5,0 ц с 1 га, а в целом по всем предшественникам за 5 ротаций - 1,1 ц с 1 га. Основной причиной снижения урожая пшеницы в засушливые годы является дефицит влаги в почве и повышенная концентрация почвенного раствора, во влажные годы - избыток нитратного азота. Доказано, что бессменный посев пшеницы и возделывание её по твёрдой пшенице в 2-польном севообороте менее эффективны по сравнению с другими предшественниками, незначительно уступает по урожайности. Впервые установлено на чернозёмах южных влияние на урожайность яровой мягкой пшеницы почвоутомления в сильной степени при бессменном её посеве. Показано, что на продуктивность яровой мягкой пшеницы оказывают влияние и такие факторы, как фоны питания, водный и питательный режимы, фитосанитарное состояние посевов и другие.
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, севооборот, предшественник, фон питания, погодные условия, продуктивность.
Яровая мягкая пшеница в Оренбургской области по посевным площадям в структуре пашни занимает первое место, кроме того, она самая востребованная культура. Яровая мягкая пшеница хорошо изучена в области, однако в связи с различными формами собственности и организацией фермерских (крестьянских) хозяйств, а также с глобальным и локальным изменением за последние годы климата многие агротехнические приёмы её возделывания требуют корректировки и научной проработки. Например, большой интерес для производства представляют повторные и даже бессменные посевы, недостаточно изучены эффективность минеральных удобрений, особенно в условиях часто повторяющихся засух, роль предшественников как в действии, так и в
последействии. Практически не изучены причины снижения урожайности культуры в результате почвоутомления и т.д. [1 - 3].
Все эти и другие агротехнические приёмы нами изучены в длительном стационарном исследовании за 30 лет, которые охватывают всё многообразие погодных условий.
Материал и методы исследования. С 1990 по 2019 г. исследования проводились в бывшем ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ. В стационарном опыте изучались 6-польные севообороты с чёрными кулисными парами под озимые и яровую твёрдую пшеницу, почвозащитный и сидеральный пары только под твёрдую пшеницу, яровая мягкая пшеница изучалась в последействии паров.
* Исследования выполняются в соответствии с планом НИР на 2018 - 2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-20190003).
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
Предшественниками яровой мягкой пшеницы в 6-польных севооборотах также были кукуруза на силос, просо и горох, в 2-польных беспаровых она чередовалась с яровой твёрдой пшеницей и возделывалась бессменно.
Под основную отвальную вспашку на глубину 25 - 27 см вносили ^0Р40 кг д.в. на 1 га.
Технология возделывания яровой мягкой пшеницы - принятая для зоны исследования.
Наблюдения в стационарном опыте проводились по Б.А. Доспехову [4].
Опытный участок представлен чернозёмом южным карбонатным малогумусным тяжелосуглинистым с содержанием гумуса в слое 0 - 30 см почвы 3,2 - 4,0 %, подвижного фосфора - 1,5 - 2,5, обменного калия - 30 - 38 мг на 100 г почвы.
По данным Оренбургского гидрометцентра, среднемноголетнее количество осадков за с.-х. год составляет 367 мм, температура воздуха - 3,6 °С, число суховейных дней - 54. Эти показатели за 1990 - 2019 гг. составляли 377 мм, 5,7 °С и 63 дня соответственно.
В вегетационный период (май - август) осадков выпадает, по среднемноголетним данным, 155 мм, фактически на опытном участке за 30 лет выпало 139 мм. Зимний период стал теплее обычного на 3,3 °С, а за с.-х. год - на 2,1 °С.
Результаты исследования. Продуктивность яровой мягкой пшеницы в первую очередь зависит от погодных условий, из них выпадению осадков, а особенно (за последние годы) температурному режиму воздуха отводится главнейшее место. Так, за с.-х. год в течение 30 лет температура воздуха повысилась на 2,1 °С, в зимний период - на 3,3 °С; резкие среднесуточные перепады температуры составляют 20 - 25 °С (в вегетационный период ночью 5 - 10, днём - до 30 - 35 °С и выше), что создаёт стрессовую ситуацию для растений, и вместо интенсивного развития наблюдается замедленный рост растений. Например, в 2014 г. в опыте по экологическому испытанию сорта яровой твёрдой пшеницы харьковской и оренбургской селекции под влиянием больших перепадов температуры сформировали урожайность всего 2 - 3 ц с 1 га, однако урожайность пшеница самарской селекции по труднообъяснимым причинам достигла в таких же условиях 18 - 20 ц с 1 га.
Кроме резких перепадов температуры отмечается существенное изменение атмосферного давления воздуха, его относительной влажности, а выпадение ливневых осадков проходит с активной ветровой деятельностью, что приводит к большим испарениям влаги из почвы.
В результате таких изменений в погодных условиях яровая мягкая пшеница только 6 лет была подвержена слабой засушливости (1,0 - 1,3), когда урожайность составила от 15 до 19 ц, 14 лет - очень сильной (0,4 - 0,7) засушливости,
урожайность - от 6 до 14 ц, и 6 лет развивалась фактически в условиях пустыни (<0,4), урожайность - от 1 до 5 ц с 1 га [5 - 7]. Последствием жесточайшей засухи 2010 г. стало отсутствие урожайности мягкой пшеницы, а в 2015 г. урожайность составила всего от 0,7 до 0,9 ц с 1 га. За годы исследований на урожайность яровой пшеницы оказывала влияние в основном ранне-весенняя засуха, а 2018 - 2019 гг. - холодная засуха.
Одним из факторов, влияющих на урожайность пшеницы, является фон питания. За 30 лет возделывания прибавка зерна от удобренного фона отмечена только в течение 9 лет, из них 5 лет - во влажные годы и 4 года - в засушливые. Наибольшая прибавка была равна соответственно 7,7 и 5,0 ц с 1 га. В остальные годы эффекта от удобрения не было, и даже наблюдалось снижение урожайности до 5,0 ц с 1 га [8, 9].
Причиной снижения урожайности на удобренном фоне в засушливые годы является повышенная концентрация почвенного раствора, во влажные - избыточное содержание нитратного азота в почве, которое приводит к увеличению соотношения соломы к зерну.
Наиболее благоприятные условия для пшеницы (табл. 1) сложились в первой ротации севооборотов (1990 - 1995 гг.) Влияние предшественников на её урожайность было практически одинаковым, за исключением кукурузы и бессменного посева по причине более высокой засорённости поздними малолетними сорняками. Наибольшая прибавка зерна от удобрений отмечена в последействии чёрного и почвозащитного паров - соответственно 2,8 и 2,6 ц с 1 га, а в среднем по всем предшественникам она составила 1,5 ц с 1 га.
Во второй ротации (1996 - 2001 гг.) по предшественникам бессменный посев пшеницы и чередование её в 2-польном севообороте урожайность яровой мягкой пшеницы была заметно ниже, чем по остальным предшественникам, особенно на удобренном фоне. Эффект от удобрения на первых вышеуказанных предшественниках отсутствовал. Прибавка зерна в среднем по всем предшественникам в этой ротации получена 1,0 ц с 1 га
Несмотря на низкую урожайность пшеницы и практически одинаковую по всем предшественникам в третьей засушливой ротации (2002 - 2007 гг.), отмечен заметный эффект от удобренного фона. Максимальная прибавка зерна пшеницы от него составила 2,4 и 2,0 ц с 1 га в последействии чёрного и почвозащитного паров соответственно, а в среднем по всем предшественникам - 1,5 ц с га.
В четвёртой ротации (2008 - 2013 гг.) лучшим предшественником для пшеницы оказался горох, её урожайность на удобренном фоне составила
1. Урожайность яровой мягкой пшеницы по ротациям севооборотов в зависимости от предшественника и фона питания, ц с 1 га
Предшественник Ротация севооборота Средняя урожайность за 5 ротаций Прибавка зерна от удобрений + или -
1-я (1990 -1995 гг.) 2-я (1996 -2001 гг.) 3-я (2002 -2007 гг.) 4-я (2008 -2013 гг.) 5-я (2014 -2019 гг.)
Яровая твёрдая пшеница по чёрному пару (К) 20,2 17,4 13,8 12,0 7,6 5,2 8,6 7,2 7.7 7.8 11,6 9,9 +1,7
Яровая твёрдая пшеница по почвозащитному пару 20,0 17,4 13,8 12,5 8,3 6,3 10,3 9,6 8,0 8,0 12,1 10,8 +1,3
Яровая твёрдая пшеница по сидеральному пару 19,0 17,7 13,5 12,2 8,3 7,1 9,9 8,3 7,9 7,7 11,8 10,6 +1,2
Кукуруза на силос 17,9 16,5 12,6 12,2 7.8 6.9 10,8 9,6 8,1 8,0 11,3 10,6 +0,7
Просо 19,2 17,2 13,3 11,2 7,9 6,8 10,9 9,7 8,1 7,6 11,9 10,5 +1,4
Горох 19,0 18,5 13,9 12,0 8,6 7,2 12,5 10,9 7,9 7,8 12,4 11,3 +1,1
Яровая твёрдая пшеница по мягкой пшенице 18,9 18,4 11,4 11,4 8,2 6,3 7,8 6,1 6,6 6,3 10,6 9,7 +0,9
Бессменный посев яровой мягкой пшеницы 18,0 16,7 10,4 10,7 7,4 6,4 7,2 6,4 6,6 5,9 9,9 9,2 +0,7
Средняя урожайность по предшественникам 19,0 17,5 12,8 11,8 8,0 6,5 9,7 8,4 7,6 7,3 11,4 10,3 +1,1
Прибавка зерна по ротациям + или - +1,5 +1,0 +1,5 +1,3 +0,3 +1,1
Примечание: над чертой - удобренный ( юн, под чертой - неудобренный фон.
12,5 ц, на неудобренном - 10,9 ц с 1 га. Наиболее низкий сбор отмечался на обоих фонах питания в бессменном посеве, в 2-польном севообороте и в последействии чёрного пара. Прибавка зерна пшеницы от удобрений была минимальной - 0,8 ц в бессменном посеве, максимальной - 1,6 ц с 1 га по гороху, а в среднем по всем предшественникам - 1,3 ц с 1 га (рис. 1).
Особенность пятой ротации (2014 - 1019 гг.) заключалась в отсутствии от удобренного фона эффекта и одинаковая урожайность по всем предшественникам, кроме бессменного посева пшеницы и в 2-польном севообороте, где она была несколько меньше. В этой ротации
3 20,0 -,
X
Щ
| 16,0 -
О £
| 12,0 -
0 ей
1 8,0 -■й
н и о
з! 4,0
га
X
о ^
* 0,0
получена самая низкая прибавка зерна - 0,3 ц с 1 га.
В среднем за пять ротаций севооборотов прибавка урожайности яровой мягкой пшеницы от предшественников на обоих фонах питания оказалась равноценной, за исключением её бессменного посева и в 2-польном севообороте, когда урожайность была ниже. Самая низкая прибавка зерна пшеницы от удобренного фона отмечена после кукурузы и в бессменном посеве, а наиболее высокая - в последействии чёрного пара, соответственно 0,7 ц, 0,7 и 1,7 ц с 1 га. В среднем по всем предшественникам и за 5 ротаций она составила 1,1 ц с 1 га.
^Удобренный фон ЕЗ Неудобренный фон
1-я (1990- 2-я (1996- 3-я (2002- 4-я (2008- 5-я (20141995) 2001) 2007) 2013) 2019) Ротации севооборота
Рис. 1 - Урожайность яровой мягкой пшеницы по ротациям севооборотов на удобренном и неудобренном фонах питания (в среднем по предшественникам)
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
Одним из факторов снижения урожайности пшеницы в отдельные годы стало поражение её бурой листовой ржавчиной, а в 2003 г. в сравнении с обработкой посевов снижение составило до 15,0 ц с 1 га.
Впервые на чернозёмах южных нами установлено почвоутомление посевов яровой мягкой пшеницы, которое проявилось при бессменном возделывании в сильной степени, в 2-польном севообороте - в средней и в 6-польном - в слабой степени [1, 10].
В последние годы на продуктивность яровой мягкой пшеницы оказывает влияние и человеческий фактор, но в большей степени - отсутствие надлежащей материально-технической базы, особенно современной техники.
Выводы
1. На продуктивность яровой мягкой пшеницы оказывают влияние следующие факторы:
- погодные, которые сводятся к повышению температуры воздуха за с.-х. год на 2,1 °С, в зимний период - на 3,3 °С, в вегетационный период - к резким среднесуточным её перепадам, выпадению осадков ливневого характера, активной ветровой деятельности и увеличению суховейных дней с относительной влажностью 30 % и ниже.
2. За 30 лет исследований пшеница 6 лет была подвержена слабой засушливости, 3 года -умеренной, 14 лет - сильной и 6 лет - условиям пустыни.
Существенная прибавка зерна яровой мягкой пшеницы от удобренного фона за 1990 - 2019 гг. получена 9 лет и составила во влажные годы за 5 лет до 7,7 ц, в засушливые - 4 года до 5,0 ц с 1 га, а в целом по всем предшественникам за 5 ротаций - 1,1 ц с 1 га.
3. Основной причиной снижения урожая пшеницы в засушливые годы является дефицит влаги в почве и повышенная концентрация по-
чвенного раствора, во влажные годы - избыток нитратного азота.
4. Бессменный посев пшеницы в течение 30 лет и возделывание её по твёрдой пшенице в 2-польном севообороте незначительно уступает по урожайности вышеприведённым предшественникам и составляет соответственно 9,6 и 10,9 ц с 1 га.
На урожайность яровой мягкой пшеницы при бессменном её посеве оказывает влияние впервые установленное нами на чернозёмах южных почвоутомление в сильной степени, в 2-польном севообороте - в средней и в 6-польном севообороте - в слабой степени.
Литература
1. Максютов Н.А., Жданов В.М., Лактионов О.В. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала. Оренбург, 2008, 232 с.
2. Бакаева Н.П., Салтыкова О.Л. Продуктивность яровой пшеницы в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 3. С. 3 - 8.
3. Бакаева Н.П., Гниломедов Ю.А. Влияние технологии возделывания яровой пшеницы на агрофизические свойства почвы и урожайность // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. N° 3. С. 30 - 34.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с.
5. Шульмейстер К.Г. Борьба с засухой и урожай. М., 1975. 335 с.
6. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: Агропромиздат, 1987. 512 с.
7. Влагосберегающие приёмы и технологии в земледелии Оренбуржья / Н.А. Максютов, В.М. Жданов, В.Ю. Скороходов [и др.] // Зерновое хозяйство России. 2015. № 6. С. 67 - 72.
8. Влияние продуктивной влаги на урожайность сельскохозяйственных культур в засушливых условиях Оренбургской области / Д.В. Митрофанов, Н.А. Максютов, В.Ю. Скороходов [и др.] // Вестник мясного скотоводства. 2017. № 4 (100). С. 225 - 234.
9. Биологические и ресурсосберегающие приёмы повышения плодородия почвы, урожайности и качества продукции в степной зоне Южного Урала / Н.А. Максютов, В.М. Жданов, Ю.В. Кафтан [и др.] // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2015. № 2. С. 5.
10. Максютов Н.А., Жданов В.М., Абдрашитов Р.Р. Повышение плодородия почвы, урожайности и качества продукции сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах степной зоны Южного Урала. Оренбург, 2012. 331 с.
Максютов Николай Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник
Зоров Александр Алексеевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, заместитель директора
Скороходов Виталий Юрьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Митрофанов Дмитрий Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Кафтан Юрий Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Зенкова Наталья Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
Россия, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
The main factors influencing the productivity of triticum aestivum in the steppe zone of the Southern Urals
Maksyutov Nikolay Alekseevich, Doctor of Agriculture, Professor, Chief Researcher Zorov Alexander Alekseevich, Candidate of Agriculture, Leading Researcher Skorokhodov Vitaliy Yuryevich, Candidate of Agriculture, Leading Researcher Mitrofanov Dmitry Vladimirovich, Candidate of Agriculture, Leading Researcher Kaftan Yuri Vasilievich, Candidate of Agriculture, Leading Researcher Zenkova Natalya Anatolyevna, Candidate of Agriculture, Senior Researcher
Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences
27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Long-term studies in comparison with short-term experiments (3 - 4 years) in arid conditions cover all the variety of weather and provide objective and reliable data. The obtained long-term results neutralize the mistakes made, which are often encountered in 3 - 4-year studies. The research results showed that the productivity of triticum aestivum is influenced by many factors, including weather. For 30 years, there has been an increase in air temperature during the agricultural sector year by 2.1 °C, in winter - by 3.3 °C. The growing season is often accompanied by sharp average daily temperature drops, heavy rainfall, active wind activity and an increase in dry wind days with a relative humidity of 30 % and below. It was found that out of 30 years of research, wheat for 6 years was subject to mild aridity, 3 years - moderate, 14 years - strong and 6 years - desert conditions. 1990 - 2019 9 years showed a significant increase in grain of spring soft wheat from the fertilized background, and in wet 5 years it amounted to 7.7 centners, in dry 4 years - up to 5.0 centners per hectare, and in general for all predecessors in 5 rotations - 1.1 quintals per hectare. The main reason for the decline in wheat yield in dry years is a lack of moisture in the soil and an increased concentration of soil solution, in wet years - an excess of nitrate nitrogen. It has been proven that permanent sowing of wheat and its cultivation on durum wheat in a 2-field crop rotation are less effective in comparison with other predecessors, slightly inferior in yield. For the first time, the influence of soil fatigue on the yield of triticum aestivum was established on southern chernozems to a strong degree during its permanent sowing. It is shown that the productivity of triticum aestivum is also influenced by such factors as nutritional backgrounds, water and nutritional regimes, phytosanitary state of crops, and others.
Key words: triticum aestivum, crop rotation, predecessor, nutrition background, weather conditions, productivity.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-27-31
-♦-
УДК 631.52:633.1(571.56-191.2)
Корреляционный анализ исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Центральной Якутии
Е.С. Владимирова, аспирантка Якутский НИИСХ ЯНЦ СО РАН
В статье представлены данные корреляционного анализа взаимосвязи основных хозяйственно ценных признаков сортообразцов мягкой яровой пшеницы с метеофакторами в условиях Центральной зоны Республики Саха (Якутия). Отмечена роль отдельных признаков и их вклад в формирование продуктивности, а также влияние ГТК, температуры и осадков за годы исследования (2016 - 2017 гг). По результатам анализа даны рекомендации по подбору родительских форм в селекционной работе по созданию новых гибридов и сортов для Центральной зоны Якутии. Сравнительное изучение сортов коллекционного питомника в течение двух лет показало высокую зависимость признаков сортов пшеницы от погодных условий. Положительная сильная связь выявлена у гидротермического коэффициента с продолжительностью вегетационного периода (г = 0,75 - 0,89) и между суммой осадков и вегетационным периодом (г = 0,92). Полученные данные свидетельствуют о том, что анализ между хозяйственно ценными признаками показал тесную связь у продолжительности вегетационного периода с озернённостью (г = 0,70), с массой 1000 зёрен (г = 0,70) и с высотой растений (г = 0,80), также сильную положительную связь показали озернённость с массой 1000 зёрен (г = 0,80 - 0,90) и высотой растений (г = 0,80). Урожайность зерна с 1 м2 изучаемых сортов мягкой яровой пшеницы достоверно сопряжена с продуктивной кустистостью и высотой растений (г = 0,90) и продуктивная кустистость - с высотой растений (г = 0,80). Полученные данные послужат рекомендацией при подборе родительских форм в селекционной работе и в исследованиях по усовершенствованию создания нового гибридного и селекционного материала с учётом требований современной науки и сельскохозяйственного производства для условий Якутии.
Ключевые слова: корреляция, взаимосвязь, пшеница мягкая яровая, урожайность, масса 1000 зёрен.
