CC BY
9DOI:10.24412/2225-2584-2022-3-27-34 УДК 631.582:632.51
ОЗИМАЯ РОЖЬ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
О.С. ЧЕРНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, (e-mail: ivan. shchukin@mail.ru)
Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная, д.3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация
Резюме. На серыхлесныхпочвах Верхневолжья в длительном стационарном опыте изучено влияние систем севооборотов, удобрений, обработки почвы в зернотравяных севооборотах на запас продуктивной влаги, содержание подвижных форм азота и урожайность, структуру урожая и качество продукции озимой ржи. Показано преимущество занятого пара в сравнении с пластом многолетних трав двух лет пользования при потреблении продуктивной влаги и подвижных форм азота. Показатель использования влаги озимой рожью при посеве по пласту многолетних трав и применении минеральной системы удобрения составил 5,0 мм продуктивной влаги на 1 зерновую единицу. По занятому пару с применением органоминеральной системы удобрения - 6,25 мм на 1 зерновую единицу. При посеве озимой ржи после однолетних трав в сочетании с органоминеральной системой удобрения запасы аммонийного азота возросли (фаза колошения) до 78,0-78,2 кг в слое 0-20 см и 52,9-93,1 кг/га в слое почвы 20-40 см. В фазу колошения озимой ржи запас азота нитратов при посеве культуры по пласту многолетних трав составил 17,9-28,6 кг в 0-20 см слое и 20,828,6 кг/га в 20-40 см слое почвы, при посеве по однолетним травам - 4,9 и 3,0-5,4 кг/га соответственно. Максимальная урожайность культуры (52,4 - 57,2 ц/га) получена при посеве ее после многолетних трав при норме удобрения N90P90K90 в вариантах с ежегодной отвальной и комбинированными обработками почвы. На этих же вариантах сформировалось максимальное количество продуктивных стеблей (511-590 штук).
Ключевые слова: озимая рожь, предшественник, продуктивная влага, азот нитратный и аммонийный, урожайность, структура урожая, качество продукции.
Для цитирования: Чернов О.С. Озимая рожь в агроэкосистемах Верхневолжья // Владимирский земледелец. 2022. №3. С. 27-34. DOI:10.24412/2225-2584-2022-3-27-34.
Ещё к античности восходит ряд научных идей, попытки осмыслить развитие хозяйства человечества в виде последовательной смены трёх форм, трёх стадий: 1 -собирательства и охоты; 2 - скотоводства; 3 - земледелия. С развитием земледелия наступало господство приёмов хозяйственного использования природных ресурсов, направленных преимущественно на удовлетворение населения в продуктах питания и обеспечения сырьём для производства одежды и средств труда. Уже на ранних этапах растениеводства стали широко культивироваться зерновые культуры, в том числе и озимая рожь.
Рожь - одна из наиболее распространённых продовольственных культур. Ржаной хлеб уступает пшеничному по содержанию белка и близок по содержанию жира и углеводов. По содержанию витаминов и зольных элементов ржаной хлеб превосходит пшеничный.
Большое значение имеет рожь в качестве корма для животных в виде дроблёного зерна, отрубей и кормовой муки. Перспективен посев озимой ржи с озимой викой, как богатый белками корм и как парозанимающая культура, рано освобождающая поля для паровой обработки и посева культур позднего сева.
Производству зерна озимой ржи в СССР всегда придавалось особое значение, устанавливался обязательный объём производства и сдачи государству такой продукции. Так, в середине 1980-х годов площади под озимой рожью во Владимирском НИИСХ составляли от 600 до 750 га, или до 10% площади пашни.
Закономерно, что в 1974 году в отделе земледелия Владимирского НИИСХ были начаты исследования по изучению систем обработки почвы, удобрения в звене севооборота с целью обеспечения высокой продуктивности озимой ржи.
В 1980 году были продолжены исследования по разработке и внедрению в производство прогрессивной технологии возделывания озимой ржи для ЦР Нечернозёмной зоны РФ в целом севообороте. В 1988г. заложен долголетний стационар по изучению влияния различных систем обработки почвы, севооборота, удобрения на свойства почвы и продуктивность культур севооборота, включающего два поля озимой ржи, который в модифицированном виде действует по настоящее время под руководством д. с.-х. наук С.И. Зинченко [1].
В современном сельском хозяйстве распределение культур в структуре посевных площадей диктуется коньюнктурой рынка. Акцент производителей на возделывание яровых культур и озимой пшеницы не позволяет соблюдать научно обоснованное чередование культур в севооборотах.
Цель исследований - определить агротехнические условия, необходимые для получения высокого и стабильного урожая озимой ржи в агроэкосистемах Верхневолжья.
Условия, материалы и методы. С целью изучения влияния систем удобрения, севооборотов и обработки почвы на агротехнические условия для формирования урожая озимой ржи проводились исследования в многолетнем комплексном стационарном эксперименте. Полевой опыт заложен в 1996 году на серых лесных почвах Владимирского ополья.
Исследования проводились в 2018 - 2021 гг. в двух зернотравяных севооборотах с различным насыщением зерновыми культурами.
1 севооборот:
мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - озимая рожь - яровая пшеница - овёс - ячмень + мн. травы (66,7% зерновых);
2 севооборот:
занятый пар - озимая рожь - овёс + мн. травы - мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - яровая пшеница (50,0% зерновых).
Многолетние травы - клеверо-тимофеечная смесь. Изучение проводилось на озимой ржи сорта Грань. Поле горохо-овсяной смеси готовилось под посев озимой ржи по типу занятого пара, в условиях уборки зелёной массы в фазу цветения гороха.
Почва опытного участка имела следующую агрохимическую характеристику: содержание гумуса варьировало от 1,98 до 3,85 %, рНкс1 - 5,2 - 5,6; Нг -2,27 - 3,95 и сумма поглощенных оснований - 17,85 -23,96 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижных форм фосфора (по Кирсанову) - 86 - 176 мг/кг, калия (по Масловой) - 163 - 375 мг/кг почвы, что соответствует повышенному и высокому классам обеспеченности. Анализ почвенных образцов производился в лаборатории отдела агрохимии и экологии Верхневолжского ФАНЦ.
В севооборотах изучались органоминеральная и минеральная системы удобрения на двух фонах. Норма внесения удобрения в поле занятого пара под посев озимой ржи: 1 фон - Навоз 40 т/га + N60; 2 фон - Навоз 40 т/га + N60 + N40P40K40. Подстилочный навоз в паровом поле вносился сразу после уборки зелёной массы горохо-овсяной смеси. На втором фоне фосфорно-калийное минеральное удобрение вносилось, как и навоз, под основную обработку почвы, азотное удобрение - под предпосевную культивацию. Подкормка на обоих фонах весной производилась в дозе N60. При применении минеральной системы удобрения исследовались 2 фона: 1 - N60P60K60; 2 - N90P90K90. Фосфорно-калийное удобрение вносилось под основную обработку почвы, азотное - в подкормку весной после возобновления вегетации культуры.
Исследования проводились на фоне четырёх систем обработки почвы: 1 - вспашка на 20-22 см под все малолетние культуры севооборота (В); 2 - комбинированно -энергосберегающая, заключающаяся в сочетании вспашки на 20-22 см пласта многолетних трав с поверхностными обработками на 10-12 см под другие культуры севооборота (К-Э); 3 - комбинированно - ярусная, сочетающая вспашку двухъярусным плугом пласта многолетних трав, со вспашкой на 20-22 см через год после двухъярусной вспашки с поверхностными обработками на 10-12 см под другие культуры севооборота (К-Я); 4 - противоэрозионная, заключающаяся в сочетании вспашки на 20-22 см пласта многолетних трав с глубоким рыхлением на 25-27 см под другие культуры севооборота (П). После уборки каждой культуры производилось дисковое лущение на глубину 1012 см, в том числе внесённого в пар навоза.
Период активной вегетации 2018 года (апрель-август) характеризовался повышенным температурным режимом в сочетании с недостатком выпадения осадков: показатель ГТК составил 0,85. Температура воздуха за период была выше среднемноголетней на 2,2 0С. Две трети периода проходили при дефиците выпадения осадков, которых выпало на 100 мм меньше в сравнении со средними многолетними показателями. В 2019 году, за период май - август выпало 290,3 мм осадков при средней температуре 16,7 оС, что
несколько выше среднемноголетних показателей; ГТК периода по Селянинову составил 1,41. Однако осадки выпадали крайне неравномерно, основное их количество пришлось на вторую половину вегетации изучаемых культур, что явилось определяющим в показателях уровня их урожайности. В мае 2020 года погодные условия характеризовались как нормальные, температура воздуха выше средних многолетних данных на 1оС установилась, начиная с июня, весь июль и август. Осадки за период активной вегетации выпадали неравномерно, значительное их количество пришлось на середину июля месяца, при недостатке в июне и августе. По причине повышенных температур воздуха показатель влагообоспеченности (ГТК) периода активной вегетации 2020 г. составил 1,32, хотя осадков за этот период выпало лишь на 10 мм меньше в сравнении со средними многолетними показателями. Период активной вегетации в 2021 году устойчиво начался с мая месяца и был теплее на 3 оС в сравнении со среднемноголетними показателями. В мае и августе выпало больше осадков, а третья декада июня и весь июль характеризовались резким их дефицитом - выпало всего 30,4% осадков от среднемноголетних показателей. Гидротермический коэффициент составил за период май -август всего 1,0 (по Селянинову), что оценивается как засушливые условия при возделывании культуры.
Статистическую обработку полученных данных проводили методом дисперсионного анализа с помощью пакета программ Statistica 6.
Результаты и обсуждение. Результаты исследований показывают, что под предшественниками озимой ржи создаются различные условия для накопления влаги и подвижных форм азота в почве (таблица 1,2). Для многолетних трав характерно глубокое проникновение корневой системы по профилю почвы [2]. Установлено, что в засушливых условиях 2018 года наблюдалось значительное снижение запаса продуктивной влаги под многолетними травами 2 года пользования в течение вегетации во всём изучаемом (0-100 см) слое почвы: в слое 0-40 см - с 69,2 до 32,8 мм, в слое 0-100 см - с 183,2 до 119,4 мм. В посевах однолетних трав расход влаги в метровом слое почвы наблюдался в основном за счёт уменьшения его запасов в слое 0-40 см. Показатели от посева до уборки снизились здесь с 73,0 до 43,0 мм, в 0-100 см слое - с 170,4 до 143,7 мм продуктивной влаги.
Наблюдения за изменением запасов подвижных форм азота в посевах многолетних и однолетних трав показывают определённое влияние на их величину систем удобрения и предшественников (табл. 2).
Показатели запаса нитратов в почве под многолетними травами отмечены низкими значениями в течение всего периода вегетации. При возобновлении вегетации они составили в слое почвы 0-20 см по вариантам опыта 10,511,4 кг/га, к фазе цветения и перед уборкой снизились соответственно до 3,9 и 2,6-3,3 кг/га. Запас нитратов в слое 20-40 см отмечен близкими значениями. Это можно связать с внесением азотных удобрений в подкормку
1. Запасы продуктивной влаги в почве в занятом пару и многолетних травах 2 года пользования в зернотравяных севооборотах, мм.
поверхностно, неравномерностью и дефицитом выпадения осадков, а также с потреблением азота тимофеевкой луговой, которая преобладала в травостое [2].
В посевах однолетних трав наблюдается высокий запас азота нитратов в течение всего периода их вегетации в изучаемом слое почвы. Показатели в слое 0-20 см при посеве составляли 34,5-40,7 кг/га, в начале цветения - 29,539,8 кг и перед уборкой - 25,0-40,7 кг/га азота. Это можно связать с меньшим потреблением азота горохо - овсяной
смесью, последействием внесения навоза при применении органоминеральной системы удобрения.
Запас нитратов аммония в вариантах опыта отмечен высокими значениями во всём изучаемом слое почвы и колебался под травами 2 года пользования в слое 0-20 см от 41,0 до 56,4 кг при возобновлении вегетации многолетних трав, 28,0-41,9 кг - в начале их цветения и 33,8 - 40,0 кг/га -перед уборкой. Показатели запаса азота аммонийной формы под однолетними травами отмечены более высокими значениями, чем в посевах многолетних трав и составили перед посевом 46,1-51,7 кг/га, в фазу цветения -58,9-65,5 кг, перед уборкой - 45,4-64,0 кг/га.
Запас свободных форм азота под многолетними травами ко времени их уборки формируется в основном за счёт аммонийных форм. После уборки однолетних трав в слое почвы 0-40 см остаётся значительное количество азота аммонийной формы (82,4-119,0 кг) и нитратной формы (43,5 - 62,6 кг/га), что может служить резервом питания азотом для озимой ржи с осени.
Исследования показали, что предпочтительнее посев озимой ржи по обороту пласта многолетних трав после парозанимающей культуры, так как после предшественника остаётся в почве больше продуктивной влаги и подвижных форм азота почвы.
Установлено влияние предшественников и систем удобрения на величину запаса продуктивной влаги и подвижных форм азота в почве под озимой рожью (табл. 3, 4).
Запас продуктивной влаги в 0-100 см слое почвы при возобновлении вегетации озимой ржи отмечен близкими значениями и составил при посеве культуры по пласту многолетних трав 221,2 мм, после занятого пара - 216,6 мм; в слое 0-40 см более высокие показатели (103,6 мм) установлены для первого названного предшественника.
В фазу колошения культуры различия в запасе
2. Изменение запасов подвижных форм азота в посевах многолетних трав 2 года пользования и однолетних трав, кг/га
Дозы удобрения, кг д. в. /га N-NH4
при возобновлении вегетации или посевом начало цветения перед уборкой при возобновлении вегетации или посевом начало цветения перед уборкой
2018 год, многолетние травы 2 года пользования
1 фон N60 11,4 3,9 2,6 41,0 41,9 33,8
9,9 3,6 2,3 44,3 47,5 23,3
2 фон N60 10,5 3,9 3,3 56,4 28,0 40,0
9,0 4,2 3,2 35,4 24,0 27,5
2020 год, однолетние травы
1 фон N40 40,7 29,5 40,7 51,7 58,9 45,4
23,0 26,9 21,9 86,6 55,6 37,0
2 фон N60 34,5 39,8 25,0 46,1 65,5 64,0
35,4 36,1 18,5 65,7 67,3 55,0
Примечание. Верхняя строка - показатели в слое почвы 0-20 см, нижняя - в слое почвы 20-40 см.
Севооборот, насыщение зерновыми %, норма удобрения Слой почвы, см Начало отрастания или перед посевом После первого укоса, уборки
2018 г. Многолетние травы 2 года пользования
Мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - озимая рожь - яровая пшеница - овёс - ячмень + мн. травы. Зерновых 66,7%, N60 0-40 69,2 32,8
0-100 183,2 119,4
2020 г. Однолетние травы (занятый пар)
Занятый пар - озимая рожь -овёс + мн. травы - мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - яровая пшеница. Зерновых 50%, N60 0-40 73,0 43,0
0-100 170,4 143,7
Примечание. Количество выпавших осадков за период: в 2018 г. - возобновление вегетации уборка -108,5 мм; в 2020 г. -посев - уборка - 133,6 мм.
3. Влияние предшественников и систем удобрения на запасы продуктивной влаги (мм) в посевах озимой ржи на отвальной обработке почвы
Норма удобрения Слой почвы, см Возобновление вегетации Колошение Перед уборкой Расход продукт. влаги мм/1 ц зерн. ед.
2019 год, предшественник - многолетние травы 2 года пользования
N90P90K90 0-40 103,6 60,4 91,0 -
0-100 221,2 - 172,0 5,0
2021 год, предшественник - однолетние травы (занятый пар)
Навоз 40 т/га + N60 0-40 85,6 27,4 32,0 -
0-100 216,6 - 63,5 6,25
Примечание. Осадки за период возобновление вегетации - уборка: 2019 г. - 228,3 мм, 2021 г. -172,1 мм.
4. Влияние удобрения и предшественника на изменение запаса азота нитратной и аммонийной форм в посевах озимой ржи
Доза удобрения под культуру, кг д.в. /га N-N0,, кг/га N-NH4, кг/га
возобновление вегета ции колошение перед уборкой возобновление вегетации колошение перед уборкой
2019 год, предшественник - многолетние травы 2 года пользования
1 фон N60P60K60 13,6 28,6 38,8 39,6 46,6 53,7
5,7 28,6 16,0 20,5 43,6 49,3
2 фон N90P90K90 9,3 17,9 30,3 36,3 26,1 57,8
6,3 20,8 19,8 22,4 24,9 61,1
2021 год, предшественник - однолетние травы (занятый пар)
1 фон Навоз 40 т/га + N60 17,5 4,9 33,7 23,5 78,0 36,8
20,7 5,4 23,7 23,0 52,9 31,0
2 фон Навоз 40 т/га + N60 + N40P40K40 11,9 4,9 43,2 34,0 78,2 28,8
10,4 5,0 39,9 27,1 93,1 21,2
Примечание. Верхняя строка - показатели в слое почвы 0-20 см, нижняя - в слое почвы 20-40 см.
продуктивной влаги в 0-40 см слое почвы были значительными и составили 60,4 мм при посеве по многолетним травам и 27,4 мм при посеве по занятому пару. Ко времени уборки озимой ржи различия по запасам влаги в почве отмечаются более значительными и составили соответственно предшественникам: 91,0 и 32,0 мм в слое почвы 0-40 см, в 0-100 см слое - 172,0 и 63,5 мм продуктивной влаги.
Установлено, что в нормальных по увлажнению условиях, при применении минеральной системы удобрения и посеве по пласту многолетних трав, показатель использования влаги озимой рожью составил 5,0 мм продуктивной влаги на 1 зерновую единицу. При посеве озимой ржи по занятому пару в более засушливый год при применении органоминеральной системы удобрения расход влаги был менее продуктивным - 6,25 мм на 1 зерновую единицу, так как в условиях года наблюдался значительный рост вегетативной массы, соотношение массы соломы и зерна отмечено высокими показателями (табл. 6). На содержание минерального азота в почве сильное влияние оказывают высшие растения, которые его потребляют. Исследованиями установлена зависимость запаса азота нитратов под озимой рожью в вариантах
опыта от системы удобрения и предшественников.
Величина запаса нитратов при возобновлении вегетации культуры отмечена невысокими значениями. При посеве после многолетних трав по минеральной системе удобрения составила всего 9,3-13,6 кг в слое почвы 0-20 см и 5,7-6,3 кг/га в слое 20-40 см. Применение органоминеральной системы удобрения в сочетании с посевом после однолетних трав обеспечили более высокие показатели, запас азота нитратов в слое 0-20 см составил 11,9-17,5 кг, в слое почвы 20-40 см - 10,4-20,7 кг/га азота.
В фазу колошения озимой ржи запас азота нитратов в вариантах опыта с применением минеральной системы удобрения и посеве культуры по пласту многолетних трав на фоне достаточного увлажнения составил 17,928,6 кг в 0-20 см слое и 20,8-28,6 кг/га в слое почвы 2040 см. Показатели запаса азота нитратов в вариантах с применением органоминеральной системы удобрения в сочетании с посевом по однолетним травам на фоне недостаточного увлажнения отмечены низкими значениями: 4,9 кг в слое 0-20 см и 3,0-5,4 кг/га в слое 20-40 см слое почвы. При этом отмечено равномерное распределение нитратной формы азота в 0-40 см слое как при возобновлении вегетации культуры, так и в фазу
5. Влияние систем удобрения, обработки почвы,
севооборотов на урожайность озимой ржи, ц/га
Севооборот Удобрения под культуру Обработка почвы
В К-Э К-Я П
2019 год
Мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - озимая рожь - яровая пшеница - овёс - ячмень + мн. травы N60P60K60 42,5 45,1 42,0 44,2
N90P90K90 55,9 52,4 57,2 46,2
НСР05 удобр. = 3,9 ц/га; НСР05 обраб.= 5,8 ц/га
2021 год
Занятый пар - озимая рожь -овёс + мн. травы - мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - яровая пшеница Навоз 40 т + N60 52,0 46,5 55,5 44,1
Навоз 40 т + N60 + N40P40K40 48,9 44,0 52,5 45,0
НСР05 удобрения - 2,8 ц/га; НСР05 обработка - 4,2 ц/га.
Примечание. В - отвальная вспашка на 20-22 см; К-Э - комбинированно - энергосберегающая; К-Я -комбинированно-ярусная; П - противоэрозионная.
колошения.
Вероятно, лучшие условия увлажнения обеспечивают активность почвенной микрофлоры, участвующей в разложении органического вещества, поступившего в почву с корневыми и пожнивными остатками многолетних трав [4].
Исследования показали, что при возобновлении вегетации озимой ржи показатели запаса азота аммония в вариантах опыта отмечены близкими значениями и составили 23,5-39,6 кг в слое 0-20 см, 20,5-27,1 кг/га -в 20-40 см слое почвы.
Отмечено увеличение запаса азота аммония в фазу колошения культуры до 43,6 кг в слое 0-20 см и 46,6 кг/га в слое почвы 20-40 см при посеве по пласту многолетних трав с нормой удобрения N60P60K60. Снижение запаса азота аммония выявлено при норме применения Ш0Р90К90, показатель соответственно составил 26,1 кг и 24,9 кг/га. Питание растений озимой ржи азотом при большей норме удобрения, вероятно, происходило и за счёт его аммонийной формы, что и обеспечило достоверную прибавку урожайности на вариантах опыта (табл. 5).
В отличие от нитратной формы азота, аммонийная его форма в почве может накапливаться даже при низкой влажности. Так, в фазу колошения культуры при посеве её после однолетних трав в сочетании с применением органо-минеральной системы удобрения, наблюдались высокие показатели запаса азота аммония: 78,0-78,2 кг/га в слое 0-20 см и 52,9-93,1 кг/га в слое почвы 20-40 см.
Условия увлажнения могли оказать значительное влияние как на высвобождение, так и на закрепление
обменного азота аммония минералами почвы ко времени уборки озимой ржи. Запас азота аммония в этот период при посеве культуры по многолетним травам увеличился и составил в вариантах опыта 53,7-57,8 кг/га в слое 0-20 см и 49,3-61,1 кг/га в слое почвы 20-40 см. В период уборки озимой ржи, проходившей в засушливых условиях, при посеве её после однолетних трав выявлено значительное снижение запаса азота аммония - 28,8-36,8 кг в слое 0-20 см и до 21,2-31,0 кг/га в слое почвы 20-40 см.
Урожайность, её величина, наиболее значимый результат и итог достигнутого уровня интенсивности ведения сельскохозяйственного производства, при условии соблюдения экологической безопасности применения удобрений, пестицидов, технологии обработки почвы и создания оптимального уровня её плодородия.
Озимая рожь высевалась в двух севооборотах по различным предшественникам и фонам удобрения (табл. 5).
Урожайность культуры при посеве после многолетних трав при норме удобрения N60P60K60 составила в вариантах опыта 42,0-45,1 ц/га зерна. При норме удобрения Ш0Р90К90 уровень урожайности в вариантах с ежегодной отвальной и комбинированными обработками почвы достоверно выше - 52,4 - 57,2 ц/га, низкий показатель урожайности - 46,2 ц/га, получен при применении противоэрозионной обработки почвы. Можно предположить, что при применении отвальной вспашки один раз за ротацию, вносимые поверхностно под культуры севооборота питательные вещества, в том числе не использованные на питание культур, микробиоценоза, сорняков, размещаются в пахотном слое почвы локально, что не обеспечивает полноценного контакта удобрений с корневой системой озимой ржи.
Применение органоминеральной системы удобрения и посев озимой ржи после занятого пара обеспечило уровень урожайности 44,0-55,5 ц/га зерна.
Внесение навоза в занятом пару и весенняя подкормка азотными удобрениями в дозе 60 кг/га на фоне ежегодной вспашки и комбинированно-ярусной обработки почвы повысило урожайность культуры до 52,0-55,5 ц/га. В вариантах, где дополнительно вносились с осени минеральные удобрения в норме N40P40K40, наблюдалось снижение урожайности до 48,9-52,5 ц/га. При применении безотвальных основных обработок почвы под посев озимой ржи не проявилась реакция по урожайности на систему удобрения. В вариантах с комбинированно-энергосберегающей и противоэрозионной обработками почвы урожайность культуры составила соответственно 44,0-46,5 ц и 44,1-45,0 ц/га зерна. Вероятно, при поверхностном распределении основного удобрения при таких обработках, вносимые питательные вещества используются растением в меньшем объёме, чем при отвальных обработках почвы.
Изучаемые системы севооборотов, удобрения, обработки почвы оказали значительное влияние на элементы структуры урожая озимой ржи в вариантах опыта
6. Некоторые элементы структуры урожая озимой ржи, на 1 м2
Система основной обработки почвы Доза удобрения под культуру Продуктивных стеблей, шт. / м2 Соотношение зерна к соломе Число зёрен в колосе, шт. Масса 1000 зёрен, г Масса зерна с 1 колоса, г
2019 год, предшественник - многолетние травы 2 года пользования
Вспашка ежегодная 1 фон: N60P60K60 451 1 1,1 27,0 34,8 0,94
2 фон: N90P90K90 566 1 0,9 29,6 35,4 1,05
Комбинированно-энергосберегающая 1 фон 461 1 0,8 26,8 36,6 0,98
2 фон 511 1 1,0 26,3 38,8 1,02
Комбинированно-ярусная 1 фон 440 1 1,0 27,8 34,2 0,95
2 фон 590 1 1,0 30,1 34,8 1,05
Противоэрозионная 1 фон 475 1 1,3 27,4 34,0 0,93
2 фон 488 1 1,1 27,0 35,2 0,95
2021 год, предшественник - однолетние травы (занятый пар)
Вспашка ежегодная 1 фон: Навоз 40 т/га + N60 515 1:3,1 40,0 25,5 1,02
2 фон: Навоз 40 т/га+ N60+ N40P40K40 472 1:3,0 36,3 28,8 1,04
Комбинированно-энергосберегающая 1 фон 499 1 3,2 35,6 25,6 0,91
2 фон 440 1 3,2 34,7 28,6 0,99
Комбинированно- ярусная 1 фон 572 1 3,1 37,8 26,2 0,99
2 фон 535 1 3,2 39,5 25,8 0,99
Противоэрозионная 1 фон 471 1 3,7 36,7 25,9 0,95
2 фон 479 1 3,4 35,8 27,0 0,97
(табл. 6).
Число продуктивных стеблей в посевах озимой ржи слабо зависело от условий увлажнения в течение вегетационных периодов и составило 440-590 штук при посеве культуры по многолетним травам, 440-572 штуки на 1 м2 при посеве по занятому пару. Наибольшее число продуктивных стеблей сформировалось в вариантах с ежегодной вспашкой и комбинированными обработками почвы при применении минеральной системы удобрения в норме N90P90K90 - 511-590 штук, при показателях на 1 фоне - 440-461 штук на 1 м2. На этих же вариантах обработки почвы при применении органоминеральной системы удобрения наиболее высокие показатели продуктивного стеблестоя отмечены на 1 фоне применения удобрения, в котором с осени минеральные удобрения не вносились и составили 490-572 штук, на фоне 2 показатель составлял 440-535 штук на 1 м2.
Исследования показали, что в вариантах опыта при посеве озимой ржи по занятому пару показатель соотношения зерна к соломе был очень широким - 1:3,01:3,7, что в сочетании с дефицитом влаги в почве в фазу колошения и в последующую вегетацию, высокими показателями запаса азота нитратов при возобновлении вегетации культуры могло существенно влиять на показатели озернённости колоса и массы 1000 зёрен.
В вариантах опыта, в которых озимая рожь высевалась после многолетних трав, показатель массы 1000 зёрен составил 34,0-38,8 г, при посеве после занятого пара всего 25,5-28,8 г, при показателях озернённости колоса соответственно 26,8-30,1 штук и 34,7-40,0 штук в 1 колосе. Видимо, в вариантах опыта при посеве культуры после занятого пара и применении органоминеральной системы удобрения формировались более благоприятные условия для опыления и формирования зерновки, однако в условиях дефицита влаги зерно сформировалось мельче, и потенциал урожайности не проявился полностью. Благодаря быстрому укоренению с осени озимая рожь легче, чем пшеница, переносит последующий весенний дефицит влаги в почве. Показатели массы колоса в вариантах опыта имели близкие значения и составили при посеве культуры после многолетних трав 0,95-1,05 г, при посеве после занятого пара - 0,95-1,04 г.
Качество сельскохозяйственной продукции определяется содержанием в ней необходимых минеральных и органических соединений в определенных соотношениях, характерных для каждой культуры. Так, например, снижение кормовых достоинств соответствует увеличению содержания в нем клетчатки. Повышенное содержание белка в зерне фуражных культур улучшает качество рациона. Химический состав продукции
7. Влияние систем севооборотов и удобрения на химический состав зерна озимой ржи, отвальная обработка почвы
Севооборот Удобрения под культуру, кг/га 14, % 'Л % к20, % 403, мг/100г
2019 год
Мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - озимая рожь - яровая пшеница -овёс - ячмень + мн. травы N60P60K60 1,39 0,70 0,58 2,85
N90P90K90 1,34 0,69 0,54 2,85
2021 год
Занятый пар -озимая рожь - овёс + мн. травы - мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. - яровая пшеница Навоз 40 т/ га + N60 2,00 0,99 0,69 2,78
Навоз 40 т/га+ N60 + N40 Р40 К40 1,96 0,90 0,67 3,93
позволяет определить вынос макроэлементов питания, рассчитать их баланс, что учитывается при разработках экологизированных, рациональных систем удобрения.
Исследования показали, что изучаемые факторы оказывают определённое влияние на содержание макроэлементов питания в зерне озимой ржи (табл. 7). Установлено влияние систем удобрения и предшественника на качество основной продукции культуры. В зерне озимой ржи при посеве по пласту многолетних трав и минеральной системе удобрения содержание азота составляло в вариантах опыта 1,341,39%, оксида фосфора - 0,69-0,70 %, оксида калия -0,54-0,58 %, при посеве после занятого пара и органо-минеральной системе удобрения соответственно 1,962,00, 0,90-0,99 и 0,67-0,69 %. Эти данные согласуются с нашими предыдущими результатами исследований, которыми установлено положительное влияние органоминеральной системы удобрения и занятого пара в сравнении с пластом многолетних трав на содержание указанных элементов питания в зерне озимой ржи сорта Чулпан [5]. Содержание нитратов в зерне озимой ржи колебалось в вариантах опыта в диапазоне 2,783,93 мг/100 г, наиболее высокий показатель отмечен в варианте опыта с посевом культуры по занятому пару при органоминеральной системе удобрения, в которой с осени вносились минеральные удобрения в дозе N40P40K40.
Выводы. 1. Однолетние травы предпочтительнее как предшественник для озимой ржи. Они используют влагу в основном 0-40 см слоя почвы, с сохранением ее в 60100 см слое почвы. После уборки трав отмечен значительный запас азота разных форм, особенно азота аммония.
2. В нормальный по увлажнению год показатель использования влаги озимой рожью при посеве по пласту многолетних трав и применении минеральной системы удобрения составил 5,0 мм продуктивной влаги на 1 зерновую единицу. При посеве озимой ржи по занятому пару и при применении органоминеральной системы удобрения в засушливых условиях влага использовалась менее продуктивно, показатель составил 6,25 мм на 1 зерновую единицу.
3. Применение минеральной системы удобрения в сочетании с посевом озимой ржи по пласту многолетних трав обеспечивает лучшие условия питания азотом нитратов. Применение органоминеральной системы удобрения в сочетании с посевом культуры после однолетних трав способствует накоплению в почве азота аммонйной формы.
3. Высокие показатели урожайности озимой ржи (52,4 - 57,2 ц/га) обеспечиваются сочетанием минеральной системы удобрения нормой N90Р90К90 с посевом ее по пласту многолетних трав, и при сочетании применения органоминеральной системы удобрения с посевом по занятому пару (52,0-55,5 ц/га) на фоне комбинированных обработок почвы или ежегодной вспашки.
4. Наибольшее число продуктивных стеблей (511590 штук) сформировалось при посеве культуры по многолетним травам в вариантах с ежегодной вспашкой и комбинированными обработками почвы при применении минеральной системы удобрения в дозе N90P90K90. При посеве по однолетним травам и при применении органоминеральной системы удобрения сформировалось 490-572 шт./м2 продуктивных стеблей.
5. В вариантах опыта, где озимая рожь высевалась после многолетних трав, показатель массы 1000 зёрен составил 34,0-38,8 г, при посеве после занятого пара всего 25,5-28,8 г, при показателях озернённости колоса соответственно 26,8-30,1 и 34,7-40,0 штук в 1 колосе. При этом масса колоса в вариантах опыта составляла 0,93-1,04 г при возделывании озимой ржи в различных условиях питания и увлажнения.
6. В зерне озимой ржи при посеве после занятого пара и органоминеральной системе удобрения в условиях дефицита влаги содержание элементов питания отмечено высокими значениями и составило в вариантах опыта: азота -1,96-2,00 %, оксида фосфора - 0,90-0,99 %, оксида калия - 0,67-0,69 %.
Литература.
1. Чернов О.С., Винокуров И.Ю., Ильин Л.И. Исторические аспекты внедрения альтернативных обработок почв во Владимирском НИИСХ// Проблемы интенсификации животноводства с учётом охраны окружающей среды и производства альтернативных источников энергии, в том числе биогаза: коллективная монография / Институт Технологических и Естественных наук в Фалентах, отделение в Варшаве. Фаленты-Варшава, 2015. С. 44-49.
2. Зинченко С.И. Особенности использования почвенной влаги многолетними травами в агросистемах Опольной зоны// Владимирский земледелец. 2020.№3. С. 11-18.
3. Чернов О.С. Влияние систем обработки на агрофизические показатели серой лесной почвы и урожайность культур // Владимирский земледелец. № 1.2020. С. 12-17.
4. Зинченко М.К. Трансформация биологических свойств серой лесной почвы агроландшафтов а системе адаптивно-ландшафтного земледелия: монография. / ФГБНУ» Верхневолжский ФАНЦ». Иваново: ПресСто, 2020.144 с.
5. Иванов А.Л., Чернов О.С., Карпова Д.В. Приемы окультуривания серых лесных почв Владимирского ополья. М.: Изд-во МГУ, 2000.120 с.
References.
1. Chernov O.S., Vinokurov I.Yu., Ilyin L.I. Historical aspects of alternative tillage in the Vladimir Agrarian Research Center // Problems of intensification of animal husbandry taking into account environmental protection and production of alternative energy sources, including biogas: a collective monograph./ Institute of Technological and Natural Sciences in Falent, Warsaw branch. Falenty-Warsaw, 2015. pp. 44-49.
2. Zinchenko S.I. Features of soil moisture use by perennial grasses in the agrosystems of Opole// Vladimir agricolist. 2020.No.3. pp. 11-18.
3. Chernov O.S. Impact of tillage systems on the agrophysical characteristics of grey forest soil and crop yield. // Vladimir agricolist. No. 1. 2020. pp. 12-17.
4. Zinchenko M.K. Modification of the biological properties of grey forest soil in agricultural landscapes in the system of adaptive agriculture:monograph./FGBNU"Verkhnevolzhsky FANTS". Ivanovo: PresSto, 2020.144 p.
5. Ivanov A.L., Chernov O.S., Karpova D.V. Techniques for the cultivation of grey forest soils of the Vladimir Opole. Moscow: Publishing House of MSU, 2000.120 p.
WINTER RYE IN AGRICULTURAL ECOSYSTEMS OF UPPER VOLGA
O.S. CHERNOV
Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation
Abstract. This article presents the results of a long-term stationary experiment on the grey forest soils of the Upper Volga. It estimates the impact of crop rotations, fertilizers, and treatment systems in grain-grass crop rotations on the content of productive moisture, labile nitrogen in soil with cultivated winter rye, as well as its productivity, crop structure, and quality. The article shows an advantage of seeded fallow compared to the sod layer 2nd year of use in terms of consumption of productive moisture and labile nitrogen. The moisture level by winter wheat sown on sod layer and use of a mineral fertilizer system is 5.0 mm of productive moisture per 1 grain unit. For seeded fallow with an organo-mineral fertilizer system shows 6.25 mm per 1 grain unit. Winter rye after annual grasses in combination with an organomineral fertilizer system result in greater reserves of ammonium nitrogen (heading phase) to 78.0-78.2 kg in the 0-20 cm layer and 52.9-93.1 kg/ha in the soil layer 20-40 cm. In the heading phase of winter rye, the content of nitrogen nitrates when sown on a sod layer is 17.9-28.6 kg in the 0-20 cm layer and 20.8-28.6 kg/ha in the 20-40 cm soil layer, on annual grasses - 4.9 and 3.0-5.4 kg/ha, respectively. The maximum crop yield (52.4 - 57.2 dt/ha) is on a base of perennial grasses at a fertilizer rate of N90P90K90 in options with an annual moldboard and combined tillage. On the same options, there is the maximum number of productive stems (511-590 pieces).
Keywords: winter wheat, forecrop, productive moisture, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen, yielding capacity, crop structure.
Author details: O.S. Chernov, Candidate of Sciences (agriculture), leading research fellow (e-mail: ivan.shchukin@mail.ru).
For citation: Chernov O.S. Winter rye in agricultural ecosystems of Upper Volga // Vladimir agricolist. 2022. №3. pp. 27-34. D0I:10.24412/2225-2584-2022-3-27-34.
№ 3 (101) 2022
g/ia3uMipckiù Земледелец!)
