CC BY
19
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 633.11«321»:631.582:631.51
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В БИОЛОГИЗИРОВАННЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТА
С. В. Богомазов, канд. с.-х. наук, доцент; П. А. Ильченко, аспирант ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, т. 8(8412) 62-85-46, е-таИ: s_bog@mail.ru
Приводится анализ эффективности возделывания яровой пшеницы в различных звеньях севооборота, на фоне применения различных систем основной обработки почвы. Исследованиями доказана роль факторов биологизации и систем основной обработки почвы в формировании плотности сложения почвы, запасов продуктивной влаги и урожайности яровой пшеницы. Наибольшая прибавка урожайности культуры (0,17 т/га) по сравнению с паровым звеном отмечалась в звене севооборота с сидеральным паром и промежуточной сидерацией. Минимальная мелкая основная обработка почвы, по сравнению с двухфазной отвальной, снижала урожайность яровой пшеницы на 0,11 т/га.
Ключевые слова: яровая пшеница, звено севооборота, сидерация, система обработки почвы, гидротермический коэффициент, запас продуктивной влаги, урожайность.
Введение.
Современные интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур основаны на применении высоких доз минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Это оказывает негативное влияние на биологическую активность почвы, изменяя ее микробиоценоз, качество продукции и, в конечном итоге, представляет серьезную угрозу для окружающей среды и самого человека [1, 3, 12].
Анализ современного состояния земледелия показал, что обострившиеся в последнее время экономические и экологические проблемы требуют значительных изменений применяемых технологий в сторону их биологизации [6].
Среди мер по биологизации земледелия, ведущих к экономии ресурсов и энергии в растениеводстве, важное место занимают севообороты. Их основная задача -обеспечить эффективное использование культурными растениями почвенно-клима-тических ресурсов и запасов продуктивной влаги, устранить эрозионные процессы. Особую роль играют биологизированные севообороты, которые оказывают положи-
тельное влияние на восстановление баланса энергии в агроэкосистемах и строятся на агроэкологических принципах, предусматривающих одновременно с получением высокой продуктивности сельскохозяйственных культур и экологически чистой продукции, также воспроизводство почвенного плодородия [7, 8, 10, 13].
Одним из главных элементов системы земледелия, определяющим ее эффективность, является оптимальная обработка почвы, учитывающая местные природные условия. В технологии обработки почвы зяблевая обработка оказывает наибольшее влияние на фактор плодородия и урожай сельскохозяйственных культур. Она составляет основу всех современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур [2, 4, 5]. Однако обработка почвы является энергоемким технологическим процессом. В среднем на нее затрачивается от 18 до 40 % энергии, потребляемой в сельском хозяйстве, и 25 % трудовых затрат от всего объема их на полевых работах. Вместе с тем уровень влияния обработки почвы на формирование урожая зерновых культур не превышает 7,5...17,4 %,
что дает основание, без риска снижения продуктивности, широко использовать ресурсосберегающие технологии [9, 14].
В этой связи изучение влияния биоло-гизированных звеньев севооборота, систем основной обработки почвы, а также абиотических факторов на формирование урожайности яровой пшеницы является актуальным.
Целью исследований являлась оценка эффективности возделывания яровой пшеницы в биологизированных звеньях севооборота и систем основной обработки почвы в технологии возделывания культуры.
Методика исследований
Исследования проводились в 2013...2015 годах на стационарном полевом опыте кафедры общего земледелия и землеустройства Пензенской государственной сельскохозяйственной академии в восьмипольном зернопаротравяном севообороте со следующим чередованием культур: 1. Черный пар - 0,3 га, Сидеральный пар - 0,3 га; 2. Озимая пшеница - 0,6 га, промежуточная культура - горчица; 3. Яровая пшеница - 0,6 га; 4. Вико-овес с подсевом клевера лугового - 0,6 га; 5. Клевер луговой первого года пользования - 0,6 га; 6. Клевер луговой второго года пользования - 0,6 га; 7. Озимая пшеница - 0,6 га, промежуточная культура - горчица; 8. Яровая пшеница -0,6 га.
Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным, тяжелосуглинистым по гранулометрическому составу. Среднее содержание гумуса в пахотном слое 5,92 %, реакция почвенного раствора
в пахотном горизонте слабокислая (рНсол 5,0...5,1), содержание щелочногидролизуе-мого азота от 81 до 98 мг на 1 кг почвы, подвижного фосфора - среднее, обменного калия (по Чирикову) - повышенное.
Объектом исследования являлся сорт яровой пшеницы Тулайковская 10. Норма высева 5,0 млн. всхожих семян на гектар.
Схема полевого двухфакторного опыта (А*В) со следующими факторами и градациями:
Фактор А - звено севооборота:
Ао - чистый пар - озимая пшеница -яровая пшеница (контроль);
А1 - чистый пар - озимая пшеница -промежуточная сидеральная (горчица) -яровая пшеница;
А2 - сидеральный пар (вика+горчица) -озимая пшеница - яровая пшеница;
А3 - сидеральный пар - (вика+горчица) -озимая пшеница - промежуточная сиде-ральная (горчица) - яровая пшеница
А4 - клевер 2 г. п. - озимая пшеница -яровая пшеница
А5 - клевер 2 г. п. - озимая пшеница -промежуточная сидеральная (горчица) -яровая пшеница.
Фактор В - система основной обработки почвы:
В0 - двухфазная отвальная зяблевая обработка, включающая дискование вслед за уборкой на глубину 10...12 см и вспашку на глубину 20...22 см (контроль);
В1 - двухфазная безотвальная зяблевая обработка, включающая дискование вслед за уборкой на глубину 10... 12 см и безотвальное рыхление на глубину 20...22 см;
н
1-4
Рис. 1. Метеорологические условия критических фаз роста и развития яровой пшеницы
Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 3
2,9 2,3 2,7 2,6
л
i 2.4 £
> 2,3
2,2 2,1
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 1 ■
s
.г'' r 1
■S э 3 - -" ~ - -' " , .-'S I * 3
- 3 J f J D
э г'
■ ■
0.64 0,68 0,72 0,76 0,30 0.&4 0,88 0,92 0,65 0,70 0.74 0,78 0,32 0,36 0,90 0.94
ГТК за период вегетации
Рис. 2. Зависимость урожайности яровой пшеницы от ГТК периода вегетации
(2013-2015 гг.)
В2 - минимальная зяблевая обработка, включающая дискование на глубину 10...12 см вслед за уборкой и культивацию на глубину 12...14 см по мере появления сорняков.
Варианты размещены методом рен-домизированных повторений. Повторность опыта четырехкратная.
Результаты исследований Пензенская область расположена в зоне умеренно континентального климата, характеризующегося значительными колебаниями температуры, относительной влажности воздуха и неравномерностью распределения осадков, как в течение года, так и по годам.
Лимитирующими факторами уровня урожайности сельскохозяйственных культур являются влага и тепло. Особенно неустойчивым элементом климата являются осадки, количество которых по годам ко-
леблется от 350 до 770 мм. Гидротермический коэффициент за период вегетации колеблется по годам в очень широких пределах - от 0,5 до 1,6.
В качестве характеристик водно-теплового режима посевов яровой пшеницы рассматривался гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова [11]. Разной степени увлажнения соответствуют следующие градации ГТК: ГТК < 0,4 - очень сильная засуха; 0,4< ГТК<0,5 - сильная засуха; 0,5< ГТК< 0,7 - средне засушливо; 0,7< ГТК< 1,0 - недостаточно влажно; 1,0 < ГТК <2,0 - достаточно влажно; ГТК > 2,0 - переувлажнено.
Метеорологические условия в период посева и начальных фаз роста и развития яровой пшеницы характеризовались как неустойчивые. Сильные засухи отмечались в первой, второй декадах мая, первой декаде июня и июля (рис. 1).
Рис. 3. Зависимость плотности сложения почвы от возделывания в различных звеньях севооборота
Рис. 4. Зависимость плотности сложения почвы от систем основной обработки почвы
Немаловажным фактором является оценка влияния метеорологических условий периода вегетации на урожайность культур.
Анализ зависимости урожайности яровой пшеницы от ГТК периода вегетации показывает прямую сильную связь, при этом коэффициент корреляции составил 0,79, а уравнение регрессии имело вид
У=1,31+1,45*Х (рис. 2).
Плотность почвы является одним из важнейших свойств, определяющих ее физическое состояние. Для большинства зерновых культур оптимальная величина плотности пахотного слоя на суглинистых и глинистых почвах составляет 1,0...1,2 г/см3. Вред избыточного уплотнения проявляется в повышенном сопротивлении почвы проникновению в глубь ее профиля растущих корней растений, в ухудшении всех режимов, снижении биологической активности.
Поддержание почвы продолжительное время в оптимальных пределах плотности положительно сказывается на продуктивности растений.
При возделывании яровой пшеницы в различных звеньях севооборота плотность сложения в период кущения находилась в
3
пределах 0,96...1,05 г/см в слое 0...10 см, 1,01...1,08 г/см3 в слое 10...20 см и 1,05...1,14 г/см3 в слое 20...30 см.
Установлена слабая положительная зависимость влияния звеньев севооборота на плотность сложения 0...10 см слоя (г = 0,46), отсутствие связи в слое 10...20 см (г = 0,008) и слабая отрицательная зависимость в слое 20...30 см (г = - 0,55), говорящая о снижении плотности почвы в биологизированных звеньях севооборота (рис. 3).
Более тесная связь прослеживалась при анализе влияния систем обработки почвы на плотность сложения. В слое 0...10 см коэффициент корреляции составил 0,63; 10...20 см г = 0,71, уравнение регрессии У=1,02+0,01 хХ; 20...30 см г = 0,87, уравнение регрессии У=1,0133+0,02833хХ. Применение ресурсосберегающих систем основной обработки почвы приводит к уплотнению почвы, особенно слоев 10...20, 20...30 см (рис. 4).
Одной из ключевых задач земледелия является поиск путей оптимизации водного режима почвы. Большая роль в регулировании водного режима отводится предшественникам и системам основной обработки почвы.
Проводя оценку влияния звеньев севооборота на запас продуктивной влаги мет-
210 20 В 206 204 202 200 198 1Э6 194 192 190 188 186 184
1 -
2 3 4
Градации фа-пора А
206 204 202 200 198 196 194 192 190 188
1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 Градации фактора В
Рис. 5. Запас продуктивной влаги метрового слоя почвы в период возобновления весенней вегетации, мм
Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 5
5
. - - ' ' —
5 — 1 J
5
0 1 2 3 4 5 6
Градация фактора А
Рис. 6. Урожайность яровой пшеницы в различных звеньях севооборота, т/га
(2013-2014 гг.)
рового слоя почвы, необходимо отметить тенденцию его снижения в звене с промежуточной сидерацией (2 вариант) на 0,6 мм; в звене с сидеральным паром (3 вариант) на 3,47 мм; в звене с сидеральным паром и промежуточной сидерацией (4 вариант) на 4,13 мм; в звене с многолетними травами (5 вариант) на 8,87 мм; в звене с многолетними травами и промежуточной сидерацией (6 вариант) на 10,1 мм. Установлена обратная сильная зависимость между звеном севооборота и запасом продуктивной влаги метрового слоя почвы. Коэффициент корреляции составил 0,78, а уравнение регрессии имело вид У=204,87 -2,170хХ (рис. 5).
В среднем за три года исследований наибольший запас продуктивной влаги метрового слоя почвы (200,4 мм) отмечался на вариантах с двухфазной отвальной системой основной обработки почвы. На двухфазной безотвальной зяби данный показатель снижался на 3,3 мм, на минимальной мелкой - на 6,1 мм. Корреляционно-регрессионный анализ влияния систем основной обработки почвы на запас продуктивной влаги метрового слоя почвы показал наличие обратной средней зависимости, г=-0,68, уравнение регрессии имело вид У=203,37 - 3,033хХ (рис. 5).
Итоговым критерием эффективности применения агроприемов является урожайность сельскохозяйственных культур. В наших исследованиях наибольшее влияние на урожайность яровой пшеницы оказывали гидротермические условия в период вегетации и звено севооборота. При этом установлена прямая слабая зависи-
мость между урожайностью яровой пшеницы и звеном севооборота. Коэффициент корреляции составил 0,38, а уравнение регрессии имело вид У=2,3573 + 0,03219хХ (рис. 6).
Возделывание яровой пшеницы в био-логизированных звеньях севооборота приводило к росту ее урожайности. Наибольшая урожайность культуры отмечалась в звене севооборота с сидеральным паром и промежуточной сидерацией. Прибавка урожайности по сравнению с паровым звеном составила 0,17 т/га. По системам основной обработки в среднем за три года наименьшая урожайность отмечалась на минимальной мелкой зяби. По сравнению с двухфазной отвальной основной обработкой урожайность яровой пшеницы снижалась на 0,11 т/га.
Выводы
1. Метеорологические условия периода вегетации оказывают сильное влияние на урожайность яровой пшеницы.
2. В биологизированных звеньях севооборота отмечалась наиболее оптимальная плотность сложения. Применение ресурсосберегающих систем основной обработки почвы приводит к ее уплотнению, особенно слоев 10...20, 20...30 см.
3. В биологизированных звеньях севооборота наблюдался рост урожайности яровой пшеницы. Наибольшая урожайность культуры (2,57 т/га) отмечалась в звене севооборота с сидеральным паром и промежуточной сидерацией.
4. Минимальная мелкая основная обработка почвы приводила к снижению урожайности яровой пшеницы на 0,11 т/га.
Литература
1. Данилов, А. Н. Влияние удобрений и обработки почвы на элементы ее плодородия и урожайность яровой пшеницы на черноземах Поволжья / А. Н. Данилов, А. В. Летучий, Б. Шагиев // Нива Поволжья. - 2015. - № 3(36). - С. 46-53.
2. Денисов, Е. П. Влияние энергосберегающих обработок почвы на засорённость посевов яровой пшеницы / Е. П. Денисов, Ф. П. Четвериков, А. С. Линьков, А. Д. Яников // Нива Поволжья. - 2014. - № 2 (31). - С. 8-14.
3. Казаков, Г. И. Экологизация и энергосбережение в земледелии Среднего Поволжья: монография / Г. И. Казаков, В. А. Милюткин. - Самара: РИЦ СГСХА, 2010. - 245 с.
4. Кудрявцева, М. Н. Влияние основной обработки на засорённость почвы и посевов, урожайность яровой пшеницы / М. Н. Кудрявцева // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. -№ 3(27). - С. 15-20.
5. Ленточкин, А. М. Эффективность систем обработки почвы в технологии выращивания яровой пшеницы / А. М. Ленточкин, П. Е. Широбоков, Л. А. Ленточкина // Достижения науки и техники АПК. - 2015. - Т. 29, № 5. - С. 54-56.
6. Морозов, В. И. Вклад факторов в изменение засоренности и формирование урожайности яровой пшеницы при биологизации ее технологии в условиях Среднего Поволжья / В. И. Морозов, М. И. Подсевалов, И. К. Милодорин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - № 1(25). - С. 19-23.
7. Морозов, В. И. Эффективность приемов биологизации севооборотов с озимой пшеницей в лесостепи Поволжья / В. И. Морозов, М. И. Подсевалов, А. Л. Тойгильдин, А. А. Асмус и др. // Нива Поволжья. - 2008. - № 3 (8). - С. 39-42.
8. Павликова, Е. В. Оценка влияния полевых севооборотов на плодородие почвы и их продуктивность в лесостепной зоне Среднего Поволжья / Е. В. Павликова, О. А. Ткачук // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 3. - С. 710.
9. Павликова, Е. В. Эффективность систем зяблевой обработки почвы и регуляторов роста растений в технологии возделывания яровой пшеницы / Е. В. Павликова, О. А. Ткачук, А. Н. Орлов // Вестник АПК Верхневолжья. - 2012. - № 2. - С. 34-37.
10. Подсевалов, М. И. Продуктивность паровых звеньев при разных уровнях их биологизации в земледелии лесостепи Поволжья / М. И. Подсевлов, А. Л. Тойгильдин, М. Н. Гаранин, И. Ф. Ка-биров // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: материалы Международной научно-практической конференции. - Ульяновск, 2009. -Т. 1. - С. 95-97.
11. Селянинов, Г. Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата / Г. Т. Селя-нинов // Мировой агроклиматический справочник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1937. - С. 5-27.
12. Ткачук, О. А. Адаптивные ресурсосберегающие приемы возделывания яровой мягкой пшеницы в севооборотах лесостепной зоны Среднего Поволжья / О. А. Ткачук, А. Н. Орлов, Е. В. Павликова // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2012. - № 4. - С. 24-29.
13. Тойгильдин, А. Л. Продуктивность звеньев севооборотов и накопление биогенных ресурсов плодородия почвы в биологизированных севооборотах лесостепи Поволжья / А. Л. Тойгильдин, В. И. Морозов, С. В. Шайкин // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: материалы VI Международной научно-практической конференции. - Ульяновск, 2015. - С. 26-31.
14. Юшкевич, Л. В. Эффективность систем обработки почвы в полевых севооборотах при длительном внесении соломы в Западной Сибири / Л. В. Юшкевич, М. С. Чекусов, А. В. Лома-новский // Достижения науки и техники АПК. - 2015. - Т. 29, № 5. - С. 51-53.
UDK 633.11«321»:631.582:631.51
ESSESSMENT OF CULTIVATION EFFICIENCY OF SPRING WHEAT IN THE BIOLOGIZED STAGES OF THE CROP ROTATION
S. V. Bogomazov, candidate of agricultural sciences, assistant professor;
P. A. Ilchenko, postgraduate student
FSBEE HE Penza SAA, Russia, t. 8(8412) 62-85-46, e-mail: s_bog@mail.ru
The article deals with the analysis of spring wheat cultivation in different stages of crop rotation on the background of application of various systems of the main soil tillage. The research has proved the importance of biologization factors and systems of the main soil tillage in the formation of soil density, productive water supply and yield productivity of spring wheat.
Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 7
The greatest increase in crop yield (0.17 t/ha) compared to the fallow link in crop rotation was noted in the crop rotation with green manure steam and the intermediate green manuring. Small basic minimum tillage, compared to conventional two-phase, reduced the yield of spring wheat by 0.11 t/ha.
Key words: spring wheat, stage of crop rotation, green manuring, soil tillage system, hydro-thermal coefficient, productive water supply, yield productivity.
References
1. Danilov, A. N. Influence of fertilizers and soil tillage of the elements of its fertility and yield of spring wheat on Black soils in the Volga region / A. N. Danilov, A.V. Letuchy, B. Shagiyev // Niva Po-volzhya. - 2015. - № 3(36). - P. 46-53.
2. Denisov, Ye. P. Influence of energy saving soil treatment on the contamination of crops of spring wheat / Ye. P. Denisov, F. P. Chetverikov, A. S. Linkov, A. D. Yanikov // Niva Povolzhya. - 2014. - № 2 (31). - P. 8-14.
3. Kazakov, G. I. Greening and energy efficiency in the agriculture of the Middle Volga region: monograph / G. I. Kazakov, V. A. Milutkin. - Samara: EPC SSAA, 2010. - 245 p
4. Kudryavtseva, M.N. The influence of primary tillage on contamination of soil and crops, the yield of spring wheat / M. N. Kudryavtseva // Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy. - 2014. -№ 3(27). - P. 15-20.
5. Lentochkin, A. M. Efficiency of systems of soil tillage in technologies of cultivation of spring wheat / Lentochkin A. M., P.Ye. Shirobokov, L. A. Lentochkina // Dostizheniya nauki I tekhniki APK. - 2015. -Vol. 29, No. 5. - P. 54-56.
6. Morozov, V. I. Contribution of factors to the changes in weed infestation and yield formation of spring wheat with the biological function of its technology in the conditions of the Middle Volga region / V. I. Morozov, M. I. Podsevalov, I. K. Milodorin // Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy. -2014. - № 1(25). - P. 19-23.
7. Morozov, V. I. Efficiency of methods of biologization of crop rotations with winter wheat in forest-steppe of the Volga region / V. I. Morozov, M. I. Podsevalov, A. L. Toigildin, A. A. Asmus et al. // Niva Povolzhya. - 2008. - № 3 (8). - P. 39-42.
8. Pavlikova, Ye. V. Estimation of the influence of field crop rotations on soil fertility and their productivity in forest-steppe zone of the Middle Volga region / Ye. V. Pavlikova, Tkachuk O. A. // Modern problems of science and education. - 2014. - No. 3. - 710 p.
9. Pavlikova, Ye. V. The effectiveness of the system of autumn tillage and plant growth regulators in the technology of cultivation of spring wheat / E. V. Pavlikova, O. A. Tkachuk, A. N. Orlov // Vestnik of agrarian and industrial complex of the Upper Volga region. - 2012. - No. 2. - P. 34-37.
10. Podsevalov, M. I. Productivity of the fallow stages at different levels of biological function of agriculture in forest-steppe of the Volga region / M. I. Podsevalov, A. L. Toigildin, M. N. Garanin, I. F. Kabi-rov // Agrarian science and education at the present stage of development: experience, problems and ways of solution: materials of the International scientific-practical conference. - Ul, 2009. - Vol. 1. -P. 95-97.
11. Selyaninov, G. T., Methods for agricultural characteristics of climate / G. T. Selyaninov // Global agroclimatic reference book. - L.: Gidrometeoizdat, 1937. - 5-27 p.
12. Tkachuk, O. A. Adaptive resource-saving methods of cultivation of spring soft wheat in crop rotations in forest-steppe zone of the Middle Volga region / O. A. Tkachuk, A. N. Orlov, E.V. Pavlikova // Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy. - 2012. - No. 4. - P. 24-29.
13. Toigildin, A. L. EProductivity of links of crop rotations and the accumulation of biogenic resources of soil fertility in biological crop rotations in forest-steppe of the Volga region / A. L. Toigildin, V. I. Morozov, S. V. Shaikin // Agrarian science and education at the present stage of development: experience, problems and ways of solution: materials of VI International scientific-practical conference. -Ulyanovsk, 2015. - P. 26-31.
14. Yushkevich, L. V. The effectiveness of soil tillage systems in field crop rotations under long-term straw introduction in Western Siberia / L. V. Yushkevich, M. S. Chekusov, A.V. Lomanowski A. V. // Dostizheniya nauki I tekhniki APK. - 2015. - Vol. 29, No. 5. - P. 51-53.
