CC BY
147
Кормопроизводство и корма 133
УДК 633.1:631.582:631.559:631.4:551.5 (470.56)
Основные факторы, влияющие на урожайность сельскохозяйственных культур
в севооборотах и бессменных посевах на чернозёмах южных Оренбургской области
Н.А. Максютов, В.Ю. Скороходов, Д.В. Митрофанов, Ю.В. Кафтан, Н.А. Зенкова, В.Н. Жижин
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
Аннотация. Приведены результаты выполненного в погодных условиях 2017 года сравнительного изучения на двух фонах питания урожайности различных сельскохозяйственных культур в 6-польных зернопаропропашных, зернопаровых, почвозащитных и сидеральных, а также в 2-польных беспаровых севооборотах и бессменных посевах на базе уникального длительного стационарного опыта на чернозёмах южных Оренбургской области.
Проанализировано влияние на урожайность сельскохозяйственной продукции изученных культур погодных факторов (температура воздуха и осадки), предшественника, минеральных удобрений, влажности почвы, содержания подвижных питательных веществ в почве, засорённости посевов, развития болезней растений и размножения вредителей.
Установлено, что основным фактором, определившим урожайность сельскохозяйственных культур в 2017 году, явились погодные условия, которые сложились благоприятно для озимых и ранних яровых зерновых культур и неблагоприятно - для поздних культур. Выявлены лучшие предшественники для каждой изученной культуры, отзывчивость культур на минеральные удобрения.
Полученные в эксперименте результаты по урожайности сельскохозяйственных культур в различных севооборотах и бессменных посевах обработаны с помощью математического метода дисперсионного анализа в специальной статистической программе.
Ключевые слова: зерновая культура, осадки, температура, засуха, предшественник, севооборот, бессменный посев, влажность почвы, фон питания, урожайность.
Введение.
В борьбе с засухой севообороту отводится ведущее место. Такое положение объясняется наличием в нём озимых, ранних и поздних культур [1-3]. Принято считать, что из этих культур страховыми являются озимая пшеница и рожь, из ранних - ячмень, а из поздних - просо. Эти культуры - самые засухоустойчивые и урожайные в условиях засухи.
Основным фактором получения стабильного урожая в засушливых условиях Оренбуржья являются чистые пары - основа севооборотов. При этом важно, под какие культуры они отводятся: под озимые или яровые зерновые. Во всех зонах области, кроме восточной, урожайность озимых по чистым парам в 1,5-2,0 раза выше, чем яровой пшеницы. В восточной зоне области из-за отсутствия морозоустойчивых сортов озимых культур чистые пары вынуждены отводить под посев яровой пшеницы.
Значение предшественника в севооборотах во многом обусловлено особенностями водопотреб-ления предшествующей культуры. На чёрном пару в сравнении с зябью увлажнение почвы по годам более устойчиво. Если на зяби после кукурузы запас влаги весной колеблется от 91,4 до 188,7 мм, то есть более чем в два раза, то на парах эти колебания не превышают 30 % от максимального увлажнения [4, 5].
При хороших весенних запасах влаги в почве важным фактором в борьбе с засухой являются удобрения (так называемый «сухой полив»), которые позволяют растениям более экономно расходовать почвенную влагу и повышают урожайность. Применение минеральных удобрений под зерновые культуры изучалось в условиях Оренбургской области многими исследователями.
Анализ данных агрохимических изысканий, результаты экспериментальных исследований по эффективности запасов элементов питания в разных типах почв рассмотрены А.В. Ряховским и др. [6]. Вопросам минерального питания различных сортов яровой мягкой и твёрдой пшеницы посвящены работы А.Г. Крючкова, Р.Х. Абдрашитова, И.Н. Бесалиева, А.Г. Крючкова, В.И. Елисеева, Р.Р. Абдрашитова [7-10]. Елисеевым В.И. и Сандаковой Г.Н. [11] выявлены наиболее оптимальные парамет-
134 Кормопроизводство и корма
ры погодных условий и фоны минеральных удобрений, способствующие формированию высокой урожайности яровой пшеницы. Бесалиевым И.Н. с сотрудниками [12] изучены особенности потребления азота растениями твёрдой пшеницы в засушливых регионах с использованием методов математического моделирования. Они затрагивают вопросы обеспеченности азотом растений, степени его усвоения в зависимости от основных факторов агротехники.
Обработка почвы оптимизирует в ней водный, воздушный и пищевой режимы, усиливает биологические процессы, а также улучшает фитосанитарное состояние и почвы, и посевов [13].
Существенными факторами снижения урожайности сельскохозяйственных культур в последние годы также являются засорённость посевов, развитие болезней и размножение вредителей.
В связи с изменением климата в сторону потепления как положительное, так и отрицательное действие обсуждаемых факторов, определяющих урожайность сельскохозяйственных культур, заметно увеличилось. Поэтому в настоящее время требуется научная доработка и корректировка многих агротехнических приёмов возделывания.
Цель исследования.
Выявление на базе многолетнего стационарного опыта влияния основных факторов, определяющих продуктивность растений, на урожайность сельскохозяйственных культур в севооборотах и бессменных посевах.
Материал и методы исследования.
Объект исследования. 6-польные зернопаропропашные, зернопаровые, почвозащитные, сидеральные, 2-польные беспаровые севообороты и бессменные посевы сельскохозяйственных культур.
Характеристика территорий, природно-климатические условия. Территория длительного стационарного опыта расположена в Оренбургском районе Оренбургской области в восточном направлении от города, на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья.
Почва опытного участка - чернозём южный карбонатный малогумусный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое почвы - 3,2-4,0 %, общего азота - 0,2-0,3 %, общего фосфора - 0,14-0,22 %, подвижного фосфора - 1,5-2,5 мг, обменного калия - 30-38 мг на 100 г почвы, рН почвенного раствора - 7,0-8,1. Сумма поглощённых оснований не превышает 39,1 мг/экв. и гидролитическая кислотность составляет 1,5-2,3 мг/экв. на 100 г сухой почвы. Наименьшая полевая влагоёмкость в слоях почвы 0-100 и 0-150 см составляет 297 мм (27,1 %) и 389 мм (25,4 %) соответственно.
Оренбургский район, в котором находится стационар, расположен в центральной зоне Оренбургской области, где среднемноголетнее количество осадков за год составляет 367 мм, за период вегетации - 155 мм, температура воздуха - соответственно +4,5 °С и +19,0 °С.
По данным Оренбургского гидрометцентра, 2017 год характеризуется как средне засушливый: гидротермический коэффициент увлажнения (ГТК) равен 0,50. За вегетационный период (май-август) выпало 110 мм осадков - ниже нормы на 45 мм. За этот период температура составила +19,5 °С - выше нормы на 0,5 °С. Наблюдалось 44 суховейных дня. Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см почвы к началу вегетации составляли 35 мм. Продолжительность безморозного периода равнялась 144 дням, число дней с относительной влажностью 30 % и ниже (апрель-сентябрь) составило 55. Высота снежного покрова достигала 58 см.
Схема эксперимента. Исследования проводятся на территории опытного поля № 1 с. Не-жинка Оренбургского района Оренбургской области на чернозёмах южных с содержанием гумуса около 4,0 %, доступного фосфора - до 2,5 мг, обменного калия - до 38 мг на 100 г почвы.
Базой изучения является многолетний стационар, в котором разрабатываются 6-польные севообороты с различными видами пара, 2-польные беспаровые севообороты и бессменные посевы сельскохозяйственных культур на двух фонах питания. Метод закладки опыта - полевой, в 4-кратной повторности в пространстве.
Кормопроизводство и корма 135
Изучались следующие варианты опыта (предшественники) по четырём 6-польным севооборотам:
Севооборот № 1:
1. Пар чёрный кулисный. 2. Озимые (озимая рожь и озимая пшеница). 3. Яровая твёрдая пшеница. 4. Сборное поле (кукуруза на силос, просо, горох). 5. Яровая мягкая пшеница. 6. Ячмень (контроль).
Севооборот № 2:
1. Пар чёрный кулисный. 2. Яровая твёрдая пшеница. 3. Яровая мягкая пшеница. 4. Сборное поле (кукуруза на силос, просо, горох). 5. Яровая мягкая пшеница. 6. Ячмень.
Севооборот № 3:
1. Пар почвозащитный, занятый суданской травой. 2. Яровая твёрдая пшеница. 3. Яровая мягкая пшеница. 4. Сборное поле (кукуруза на силос, просо, горох). 5. Яровая мягкая пшеница.
6. Ячмень.
Севооборот № 4:
1. Пар сидеральный, занятый злаково-бобовой смесью (овёс+горох). 2. Яровая твёрдая пшеница. 3. Яровая мягкая пшеница. 4. Сборное поле (кукуруза на силос, просо, горох). 5. Яровая мягкая пшеница. 6. Ячмень.
Изучались также варианты опыта по бессменным посевам и 2-польным беспаровым севооборотам:
1. Яровая твёрдая пшеница (бессменный посев). 2. Чередование яровой мягкой пшеницы с яровой твёрдой. 3. Чередование кукурузы на силос с яровой твёрдой пшеницей. 4. Чередование яровой твёрдой пшеницы с кукурузой на силос. 5. Кукуруза на силос (бессменный посев). 6. Яровая мягкая пшеница (бессменный посев). 7. Чередование яровой твёрдой пшеницы с яровой мягкой. 8. Ячмень (бессменный посев). 9. Просо (бессменный посев). 10а. Чередование яровой твёрдой пшеницы с ячменём. 10б. Чередование ячменя с яровой твёрдой пшеницей. 11. Чередование яровой твёрдой пшеницы с просом. 12. Чередование проса с яровой твёрдой пшеницей. 13. Пар чёрный отвальный (бессменный). 14а. Чередование гороха с яровой твёрдой пшеницей. 14б. Чередование яровой твёрдой пшеницы с горохом.
Полевой опыт проводится на двух фонах питания. Под непаровые предшественники на одной половине поперёк делянок под основную обработку вносятся удобрения в дозе N40P40, под чёрный кулисный пар - в дозе Р80К40. Вторая половина делянок изучается без удобрений. В сиде-ральном пару в качестве зелёного удобрения используется злакобобовая смесь (овёс+горох) по всей делянке.
Для большего накопления снега и запасов почвенной влаги, защиты от эрозии и от неблагоприятных погодных условий в чёрном пару 17 июля высеваются кулисы из подсолнечника зерновой сеялкой СЗС-2,1 при норме высева 2,5-3,0 кг на 1 га (10-12 семян на 1 м2). Кулисы сеются по границам делянок тремя рядками с глубиной заделки 6-8 см.
Посев зерновых и кормовых культур осуществляется с помощью сеялок СЗП-3,6 и УПС-8. Размеры делянок в севооборотах составляют: 14,4 мх90 м с площадью 1296 м2, 3,6 мх90 м с площадью 324 м2, 7,2 мх90 м с площадью 648 м2 (для бессменных посевов). Удобренный фон питания - длиной 30 м, неудобренный - 60 м. Учётная площадь для зерновых культур составляет 60 и 120 м2, для пропашных культур - 42 м2.
Оборудование и технические средства. Для проведения исследования применяется агротехника, которая используется в производстве: колёсный и гусеничный трактор МТЗ-80 (Белоруссия) и ДТ-75 (Россия), сеялки СЗС-2,1 (Россия), СЗП-3,6 (Россия) и УПС-8 (Украина), культиваторы КПС-4 (Россия) и КРН-4,2 (Россия), плуг ПЛН-5-35 (Россия), бороны зубовые БЗСС-6 (Россия), катки кольчатые ЗККШ-6 (Россия). Учёт урожая зерновых культур проводится комбайном «Сампо-500» (Финляндия).
Статистическая обработка. Результаты исследования обрабатываются математическим методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных программ «Statistica 6.1» («Stat Soft Inc.», США).
136 Кормопроизводство и корма
Результаты исследования.
Погодные условия вегетационного периода сельскохозяйственных культур играют важнейшую роль в формировании их урожая. Для озимых культур основой урожая являются погодные условия в осенний период (сентябрь-октябрь).
В сентябре и октябре 2016 года выпало осадков соответственно 79 и 33 мм при норме 32 и 39 мм. В 2017 году в весенние месяцы (апрель и май) для озимых сложились благоприятные условия как по температурному режиму воздуха, так и по выпадению осадков (табл. 1).
Таблица 1. Погодные факторы за 2016-2017 сельскохозяйственный год (по данным Оренбургского гидрометцентра)
Месяцы Температура воздуха, °С Количество осадков, мм
средне-многолетняя за текущий год максимальная минимальная средне-многолетние за текущий год
201 6 год
Сентябрь 18,4 13,4 29 4 32 79
Октябрь 4,5 4,3 19 -9 39 33
Ноябрь -4,0 -4,1 8 -21 29 36
Декабрь -11,2 -12,9 3 -25 26 45
2017 год
Январь -14,8 -11,5 1 -26 19 14
Февраль -14,2 -12,0 2 -29 18 14
Март -5,7 -4,7 3 -17 24 31
Апрель 4,8 6,8 1,9 -5 25 16
Май 15,0 14,3 26,3 1,3 41 33
Июнь 19,7 18,2 33,0 10,0 39 39
Июль 21,9 22,7 38,0 12,0 41 34
Август 19,4 23,0 39,0 7 34 4
За с.-х. год 4,5 4,8 16,9 -8,1 367 378
Для роста и развития ранних яровых зерновых и озимых культур в мае, июне и июле 2017 года складывались хорошие условия, а для поздних зерновых и кормовых культур погодные условия августа были крайне неблагоприятными. Температура воздуха за этот месяц превысила норму на 3,6 °С, осадков выпало всего 4 мм при норме 34 мм.
Реакция сельскохозяйственных культур на сложившиеся в 2017 году погодные условия вегетации была неоднозначной. Урожайность озимой пшеницы и ржи по чёрным кулисным парам составила в среднем 22,9 и 21,2 ц/га соответственно, яровой твёрдой пшеницы по всем предшественникам - 19,1 ц, яровой мягкой пшеницы по твёрдой - 19,1 ц, яровой мягкой пшеницы по сборному полю - 18,2 ц, проса по яровой пшеницы - 4,4 ц, гороха по яровой пшеницы - 16,2 ц и ячменя по мягкой пшеницы - 30,4 ц с каждого гектара (табл. 2).
Предшественники яровой мягкой пшеницы: яровая твёрдая пшеница по чёрному, почвозащитному и сидеральному парам, кукуруза на силос, просо и горох оказались равноценными - её урожайность составила от 18,1 до 20,0 ц/га (НСР005 = 0,97 и 1,54 ц/га).
Из таблицы 2 видно, что среди кормовых культур урожайность зелёной массы суданской травы летнего посева составила 186,5 ц/га, злаково-бобовой смеси (овёс+горох) - 162,5 ц/га и кукурузы на силос - 55,4 ц/га.
Кормопроизводство и корма 137
Таблица 2. Влияние предшественников и фонов питания на урожайность культур в шестипольных севооборотах, ц/га (2017 год)
№ севооборота, 1-4. - среднее по 4-м севооборотам, культура Предшественник Фон питания Прибавка + или — Среднее по двум фонам
удобренный неудоб ренный
1. Озимая пшеница Пар чёрный кулисный 27,4 18,4 +9,0 22,9
НСР005=4,29
1. Озимая рожь Пар чёрный кулисный 26,7 15,7 +11,0 21,2
НСР005=2,06
1-4. Яровая твёрдая Озимые, пары (чёрный,
пшеница почвозащитный, сидеральный) 19,1 19,2 -0,1 19,1
НСР005=0,93
1-4. Яровая мягкая пшеница Яровая твёрдая пшеница 18,3 20,0 -1,7 19,1
НСР005=0,97
1-4. Яровая мягкая пше- Кукуруза на силос, просо,
ница горох 18,3 18,1 +0,2 18,2
НСР005=1,54
1-4. Просо Яровая твёрдая
и мягкая пшеница 4,4 4,5 -0,1 4,4
НСР005=0,94
1-4. Горох Яровая твёрдая
и мягкая пшеница 15,3 17,1 -1,8 16,2
НСР005=1,23
1-4. Ячмень Яровая мягкая пшеница 33,0 27,8 +5,2 30,4
НСР005=2,03
1-4. Суданская трава Ячмень 202,5 170,5 +32,0 186,5
НСР005=8,66
1-4. Овёс+горох Ячмень 188,0 137,0 +51,0 162,5
НСР005=12,42
1-4. Кукуруза на силос Яровая твёрдая пшеница 56,7 54,1 +2,6 55,4
НСР005=9,66
Наблюдалась различная отзывчивость культур на минеральные удобрения в погодных условиях 2016-2017 сельскохозяйственного года.
Внесение под основную обработку пара (отвальная вспашка на глубину 25-27 см) Р80К40 обеспечило прибавку зерна озимой ржи на удобренном фоне 11,0 ц/га в сравнении с неудобренным, озимой пшеницы - 9,0 ц/га. Весенняя подкормка озимой ржи дозой 30 кг д. в. на 1 га аммиачной селитрой снизила урожайность на удобренном фоне на 5,8 ц/га, а на неудобренном фоне, наоборот, повысила на 8,7 ц/га.
Эффекта от применения минеральных удобрений по всем предшественникам яровой твёрдой и мягкой пшеницы не отмечалось, а по гороху и просу наблюдалось незначительное снижение урожайности.
Самое отрицательное действие от удобрений проявилось на посевах яровой твёрдой пшеницы по сидеральному пару. Очевидно, из-за избыточного накопления в почве питательных веществ на удобренном фоне питания после злакобобовой смеси культура снижает урожайность.
Прибавка урожайности ячменя от внесения N^40 составила 5,2 ц/га, что статистически существенно (НСр005=2,03 ц/га).
138 Кормопроизводство и корма
Суданская трава и злаково-бобовая смесь на удобренном фоне питания сформировали урожайность зелёной массы на 32,0 и 51,0 ц/га больше (НСР005 = 8,66 и 12,42 ц/га соответственно), чем на неудобренном. Внесение удобрений под кукурузу на силос в условиях засухи не дало эффекта.
По своему влиянию на урожайность сельскохозяйственных культур предшественникам отводится значительное место.
Лучшим для яровой твёрдой пшеницы из паровых предшественников оказался пар почвозащитный, который позволил сформировать урожайность культуры в 21,4 ц/га или на 1,4 ц/га выше (НСР005=0,93 ц/га), чем пар чёрный кулисный. Из непаровых предшественников самую высокую урожайность яровая твёрдая пшеница сформировала после озимых по чёрному пару - 17,0 ц/га.
В исследовании наблюдается самая низкая урожайность яровой твёрдой пшеницы (11,5 ц/га) в бессменном посеве (табл. 3).
Таблица 3. Урожайность сельскохозяйственных культур в бессменных посевах и двупольных беспаровых севооборотах в зависимости от фонов питания (2017 год), ц/га
№ варианта, культура Предшественник Фон питания Прибавка + или - НСР005 Среняя по двум фонам
удобренный неудобренный
1. Яровая твёрдая Яровая твёрдая
пшеница (бессменный пшеница
посев) 11,5 11,8 -0,3 0,43 11,6
2. Яровая мягкая Яровая твёрдая
пшеница пшеница 13,8 15,0 -1,2 2,80 14,4
3. Кукуруза Яровая твёрдая
пшеница 56,6 58,6 -2,0 2,80 57,6
4. Яровая твёрдая Кукуруза
пшеница на силос 10,0 12,9 -2,9 1,00 11,4
5. Кукуруза на силос Кукуруза
(бессменный посев) на силос 73,1 60,6 +12,5 14,77 66,8
6. Яровая мягкая пше- Яровая мягкая
ница (бессменный по- пшеница
сев) 14,7 14,7 +0,0 4,11 14,7
7. Яровая твёрдая Яровая мягкая
пшеница пшеница 12,9 14,3 -1,4 5,61 13,6
8. Ячмень Ячмень
(бессменный посев) 28,5 24,8 +3,7 4,32 26,6
9. Просо (бессменный Просо
посев) 2,9 2,7 +0,2 0,93 2,8
10а. Яровая твёрдая Ячмень
пшеница 18,0 17,0 +1,0 2,80 17,5
10б. Ячмень Яровая твёрдая
пшеница 31,6 25,4 +6,2 1,44 28,5
11. Яровая твёрдая Просо
пшеница 15,4 12,9 +2,5 5,09 14,1
12. Просо Яровая твёрдая
пшеница 6,9 6,8 +0,1 1,2 6,8
14а. Горох Яровая твёрдая
пшеница 6,4 7,8 -1,4 1,10 7,1
14б. Яровая твёрдая Горох
пшеница 8,5 8,9 -0,4 2,96 8,7
Кормопроизводство и корма 139
В данной таблице показано, что бессменный посев яровой мягкой пшеницы и её чередование с твёрдой в 2-польном севообороте обеспечили формирование одинаковой урожайности: соответственно 14,7 и 14,4 ц/га, что существенно ниже в сравнении с урожайностью в 6-польных севооборотах.
Урожайность ячменя во всех 6-польных севооборотах не зависела от вида предшественника и в среднем составила 30,4 ц/га, тогда как в бессменном посеве она оказалась немного ниже - 26,6 ц/га (НСРоо5=4,32 ц/га).
В 2-польных беспаровых севооборотах урожайность яровой твёрдой пшеницы при чередовании её с кукурузой на силос, с мягкой пшеницей была примерно одинаковой, как и в бессменном её посеве.
При бессменном посеве ячменя и проса (кроме яровой пшеницы и кукурузы на силос) существенно снизилась урожайность в сравнении с нею при возделывании этих культур в 2-польных севооборотах.
Самая низкая урожайность среди зерновых культур наблюдалась у проса, гороха и яровой твёрдой пшеницы в их бессменных посевах.
Реакция культур на минеральные удобрения была отрицательной в бессменном посеве яровой твёрдой пшеницы и при чередовании её с яровой мягкой пшеницей, кукурузой на силос и горохом, а также в посевах яровой мягкой пшеницы, кукурузы на силос и гороха при чередовании их с твёрдой пшеницей.
Обсуждение полученных результатов.
В засушливых условиях Оренбургской области основным фактором, влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур, являются погодные условия, в которых её судьба в отдельные годы может решиться за короткий период. По выражению известного учёного, академика Н.М. Тулайкова [14] в этих условиях она зависит не столько от уровня агротехники, как от неба. Выполненное нами исследование подтверждает это положение.
Погодные условия в засушливых условиях Оренбуржья по своему влиянию на урожайность во многие годы являются основными. Из них осадкам, а за последние годы и температурному режиму принадлежит ведущее место. Такое положение подтверждается многолетними исследованиями В.Е.Тихонова, Н.А. Максютова, А.Г. Крючкова, В.Ю. Скороходова и Ю.В. Кафтана [14-18].
Такая же значимость погодных условий установлена в исследованиях, выполненных нами в 2017 году. Этот год по многим вышеприведённым показателям был благоприятен для озимой пшеницы, ржи и ранним яровым зерновых культур. В связи с дефицитом осадков и высокой температурой воздуха, а также низкими весенними запасами влаги в почве формирование урожая поздних культур проходило в условиях летне-осенней засухи, что привело к резкому снижению урожайности проса и кукурузы на силос.
Основной причиной более низкой урожайности сельскохозяйственных культур в 2-польных севооборотах и бессменных посевах явилось ухудшение влажности почвы по сравнению с 6-поль-ными зернопаровыми, почвозащитными и сидеральными севооборотами, которые накопили к весне больше продуктивной влаги. Это их преимущество сохранилось за счёт накопления влаги в паровых полях в нижних почвенных горизонтах.
Как показало исследование, по непаровым предшественникам во все сроки наблюдения складывалась практически одинаковая влажность почвы.
Чёрные пары под озимые и яровую твёрдую пшеницу в весенне-летний период (начало па-рования-конец парования) в условиях 2017 года потеряли не только все осадки (110 мм), но и почвенную влагу: в слое 0-30 см - 30 мм, в слое 0-100 см - 62 мм. Почвозащитный и сидеральный пары на рост, развитие и формирование урожая парозанимающих культур израсходовали все осадки и полностью почвенную влагу в метровом слое почвы - 67 мм: в нём остался только мёртвый запас влаги.
140 Кормопроизводство и корма
В проведённом эксперименте содержание основных питательных веществ (Ы, Р, К) в почве не зависело от вида непаровых предшественников. Содержание этих веществ было немного больше в начале вегетации растений, а в конце вегетации оно снизилось.
Изменение в содержании основных питательных веществ в паровых предшественниках заметно происходило в основном только по нитратному азоту. В чёрных парах за весенне-летний период в результате минерализации гумуса нитратный азот накопился в избыточном количестве, что привело к нарушению соотношения между азотом и фосфором. Такой дисбаланс снизил урожайность озимых культур и яровой твёрдой пшеницы.
В почвозащитном и сидеральном парах соотношение между азотом и фосфором не нарушалось, так как часть нитратного азота была использована на формирование урожая парозанимающих культур.
В выполненном исследовании изучалась отзывчивость культурных растений на минеральные удобрения, которая приводит в основном к прибавке урожайности. Но в исследуемых вариантах опыта было отмечено и отрицательное действие этих удобрений, что сказалось на урожайности таких культур, как яровая твёрдая и мягкая пшеница, просо, горох в севооборотах и яровая твёрдая и мягкая пшеница, кукуруза на силос, горох в бессменном посеве и 2-польных беспаровых севооборотах. Такое действие удобрений было связано со сложившимися засушливыми условиями, видом предшественника и биологическими особенностями данных культурных растений.
Одним из основных факторов снижения урожайности сельскохозяйственных культур, особенно во влажный вегетационный период, является засорённость посевов. В зернопаровых и зер-нопаропропашных 6-польных севооборотах после хорошо обработанного чистого пара засорённость посевов многолетними сорняками даже в конце ротации находится ниже порога вредоносности [19].
В исследуемых почвозащитном и сидеральном севооборотах в связи с меньшим количеством обработок в паровых полях засорённость многолетними сорняками в конце ротации на 30 % выше, что заметно сказывается на урожайности.
Засорённость посевов малолетними сорняками в средне засушливый 2017 год представляла небольшую опасность. В посевах наблюдалось, что часть этих сорных растений хорошо подавлялась сельскохозяйственными культурами.
Например, рассмотрим применение гербицидов против этих сорняков в данных посевах. В связи с тем, что во второй половине лета количества осадков недостаточно, малолетние сорняки находятся в подавленном состоянии, поэтому эффект от применения гербицидов - невысокий в посевах зерновых культур и кукурузы на силос. Так, с обработкой посевов гербицидами урожайность яровой твёрдой пшеницы составила 24,2 ц, мягкой - 19,8 ц, ячменя - 28,8 ц, проса - 6,6 ц и кукурузы зелёной массы - 50,0 ц с гектара, а без обработки - соответственно 20,9 ц, 18,1 ц, 27,2 ц, 4,3 ц и 40,6 ц с гектара. Прибавка зерна и зелёной массы от применения гербицидов составила соответственно 3,3 ц; 1,7 ц; 1,6 ц; 2,3 ц и 9,4 ц с гектара [20].
Большой ущерб урожаю сельскохозяйственных культур наносят болезни и вредители. В полевых опытах 2017 года болезней растений зерновых культур не наблюдалось. Из вредителей заметный урон урожаю озимой ржи и пшеницы нанёс жук-кузька, несмотря на обработку посевов против него ядохимикатами. Потери урожайности зерна составляли до 3-4 ц с гектара.
Таким образом, исследованием установлено основное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур в севооборотах и бессменных посевах таких факторов, как погодные условия, фон питания, предшественник, влажность почвы, содержание подвижных питательных веществ и фитосанитарное состояние посевов.
Выводы.
1. Основным фактором, влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур в 2017 году, явились погодные условия, которые сложились благоприятно для озимых и ранних яровых зерновых культур, но оказались засушливыми для поздних культур.
Кормопроизводство и корма 141
2. Наиболее отзывчивыми культурами на удобрения оказались озимые культуры (пшеница и рожь), из яровых зерновых - только ячмень, из кормовых - суданская трава и злаково-бобовая смесь (овёс+горох).
3. Лучшим предшественником для яровой твёрдой пшеницы явился пар почвозащитный, а самая низкая её урожайность была получена после озимых культур по чёрному кулисному пару. Урожайность яровой мягкой пшеницы не зависела от вида предшественника как на удобренном, так и неудобренном фоне питания. Такая же закономерность наблюдалась по гороху, просу и ячменю.
4. Урожайность зерновых культур в 2-польных беспаровых севооборотах и бессменных посевах ниже, чем в 6-польных севооборотах с паровыми полями из-за минимальной влажности почвы.
5. За вегетационный период сельскохозяйственных культур содержание подвижных макроэлементов (Ы, Р, К) в почве под непаровыми предшественниками складывается одинаково, под паровыми -по-разному, особенно по нитратному азоту, которого избыточно накапливается в чёрном кулисном пару, что приводит к дисбалансу питательных веществ и к снижению урожайности будущей культуры.
6. Засорённость посевов в 6-польных севооборотах с различными видами пара, 2-польных беспаровых севооборотах и бессменных посевах сельскохозяйственных культур в предыдущие годы находилась ниже экономического порога вредоносности, но в 2017 году она превысила этот порог, что обусловило снижение урожайности зерновых культур на 2-3 ц с гектара.
Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2018-2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-2018-0029)
Литература
1. Максютов Н.А., Жданов В.М., Лактионов А.В. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала. Оренбург, 2008. 230 с.
2. 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. 332 с.
3. Максютов Н.А., Жданов В.М. Уроки засухи в Оренбуржье // Земледелие. 2010. № 4. С. 3-4.
4. Аникович В.Ф. Севообороты на Южном Урале. Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1973. 220 с.
5. Бесалиев И.Н., Чурбакова С.М. Научно-обоснованные параметры формирования высокопродуктивного агроценоза яровой твёрдой пшеницы в условиях Оренбургского Предуралья // Сборник научных трудов / ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ». Оренбург: ООО «Агентство Пресса», 2017. С. 191198.
6. Плодородие почв Оренбургской области, использование и эффективность удобрений при возделывании полевых культур / А.В. Ряховский, И.А. Батурин, А.П. Березнев, А.Н. Болотин, В.П. Голод-ников. Оренбург, 2008. 251 с.
7. Крючков А.Г. Научные основы технологии выращивания, уборки и послеуборочной обработки сильных и твёрдых пшениц в степной зоне Южного Урала: дис. ... д-ра с.-х. наук. Оренбург, 1995. 534 с.
8. Абдрашитов Р.Х. Особенности формирования оптимальных агроценозов яровой пшеницы в степной зоне Южного Урала: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Оренбург, 2001. 59 с.
9. Бесалиев И.Н. Влияние предшественников и минеральных удобрений на фотосинтетические показатели, продукционный процесс, урожайность и качество семян яровой пшеницы в степной зоне Южного Урала: дис. ... канд. с.-х. наук. Оренбург, 1999. 160 с.
10. Крючков А.Г., Елисеев В.И., Абдрашитов Р.Р. Удобрение яровой твёрдой пшеницы и её урожайность в Оренбургском Предуралье // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 1. С. 53-57.
11. Елисеев В.И., Сандакова Г.Н. Зависимость урожайности яровой мягкой пшеницы сильных сортов от уровня минерального питания в условиях Оренбургского Предуралья // Сборник научных трудов / ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ». Оренбург: ООО «Агентство Пресса», 2017. С. 233-240.
142 Кормопроизводство и корма
12. Бесалиев И.Н. Особенности азотного питания яровой твёрдой пшеницы в Оренбургском Предуралье в зависимости от агротехнических факторов // Сборник научных трудов / ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ». Оренбург: ООО «Агентство Пресса». 2017. С. 199-207.
13. Бакиров Ф.Г., Даниловских В.В. Влияние предшественников и ресурсосберегающих технологий на урожайность яровой твёрдой пшеницы в Оренбуржье // Сборник научных трудов / ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ». Оренбург: ООО «Агентство Пресса», 2017. С. 208-218.
14. Тихонов В.Е. Засуха в степной зоне Урала. Оренбург, 2005. 346 с.
15. Максютов Н.А. Пути повышения эффективности земледелия в степной зоне Южного Урала // Тезисы научных сообщений. Уральск, 1998. С. 36-38.
16. Крючков А.Г., Максютов Н.А. Погодные факторы и роль предшественников в повышении урожайности яровой твёрдой пшеницы // Аграрная наука. 2015. № 7. С. 7-11.
17. Скороходов В.Ю., Кафтан Ю.В. Продуктивность беспаровых двупольных севооборотов и их экономическая эффективность на чернозёмах южных степной зоны Южного Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 2. С. 8-11.
18. Скороходов В.Ю., Кафтан Ю.В. Продуктивность севооборотов с озимыми культурами и их экономическая эффективность в степной зоне Южного Урала // Вестник мясного скотоводства. 2017. № 4(100). С. 248-256.
19. Кафтан Ю.В., Митрофанов Д.В. Влияние засорённости посевов на урожайность яровой мягкой пшеницы в Оренбургском Предуралье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 3. С. 17-19.
20. Основные результаты длительных стационарных исследований в полевых севооборотах степной зоны Южного Урала / Н.А. Максютов, А.А. Зоров, В.Ю. Скороходов, Д.В. Митрофанов, Ю.В. Кафтан, Н.А. Зенкова, В.Н. Жижин // Сборник научных трудов / ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ». Оренбург: ООО «Агентство Пресса», 2017. С. 143-152.
Максютов Николай Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник, исполняющий обязанности по управлению отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехноло-гий Российской академии наук» 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел. 8-9228-575-92-09, email: maksyutov.n@mail.ru
Скороходов Виталий Юрьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8-906-845-87-45, e-mail: skorohodov.vitali1975@mail.ru
Митрофанов Дмитрий Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8-987-855-98-95, e-mail: dvm.80@mail.ru
Кафтан Юрий Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8-987-899-47-48, e-mail: maksyutov.n@mail.ru
Зенкова Наталья Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел. 8-987-787-09-65, e-mail: maksyutov.n@mail.ru
Жижин Виталий Николаевич, старший научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротех-нологий Российской академии наук», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8-919-845-74-66, e-mail: maksyutov.n@mail.ru
Кормопроизводство и корма 143
Поступила в редакцию 3 августа 2018 года
UDC 633.1:631.582:631.559:631.4:551.5 (470.56)
Maksyutov Nikolay Alekseyevich, Skorokhodov Vitaly Yuryevich, Mitrofanov Dmitry Vladimirovich, Kaftan Yury Vasilyevich, Zenkova Natalya Anatolyevna, Zhizhin Vitaly Nikolaevich
FSBSI «Federal Research Center for Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences», e-mail: maksyutov.n@mail.ru
Main factor effecting crop yield in crop rotation and monocropping on southern chernozems of the Orenburg region
Summary. There are results of comparative study of various crops' yields with two nutrient statuses performed in weather conditions of 2017 in the six-field grain-fallow-row, grain-fallow, soil-protective and green manured crop rotations, as well as in the two-field permanent crop rotation and monocropping based on the unique long-term stationary experience on southern chernozems of the Orenburg region. There was researched influence of weather factors (air temperature and precipitation), precursors, mineral fertilizers, soil moisture, content of mobile nutrients in soil, weed infestation, development of plant diseases and parasites propagation on crop yields of the studied crops.
It was established that the main factor determining crop yields in 2017 was weather conditions that were favorable for winter and early spring grain crops and unfavorable for late crops. Best precursors for each studied culture, responsiveness of crops to mineral fertilizers were identified.
The results obtained in the experiment on crop yields in various crop rotations and monocropping were processed using a mathematical method of analysis of variance in a special statistical program Key words: grain crop, precipitations, temperature, drought, precursor, crop rotation, monocrop, soil moisture, nutrient status, yield.
