CC BY
16
УДК 633.1 (470.40)
ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
А. Н. Орлов, доктор с.-х. наук, профессор; О. А. Ткачук, канд. с.-х. наук, доцент; Е. В. Павликова, канд. с.-х. наук, ст. преподаватель; Н. Н. Тихонов, канд. с.-х. наук, ст. преподаватель
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 8(412) 62-85-46, е-таП: ка1уИаа@тЬох. ги
В условиях черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья в многофакторном стационарном полевом опыте осуществлен системный подход к оценке эффективности различных звеньев севооборота, рациональных систем зяблевой обработки почвы, способов посева и регуляторов роста при возделывании зерновых культур по продуктивности и влиянию их на плодородие почвы.
Ключевые слова: звено севооборота, обработка почвы, способы посева, регуляторы роста, урожайность, плодородие почвы, продуктивность звеньев.
Зерновое хозяйство Российской Федерации - важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства. На его долю приходится 9,5 % валового продукта национального продовольственного комплекса [1].
Увеличение продуктивности зерновых культур в зерновом балансе Поволжья возможно лишь за счет освоения новых прогрессивных технологий. Переход на современные технологии - это одновременно освоение принципиально новой системы земледелия, основанной на энерго- и ресурсосбережении во всех ее элементах, при сохранении высокой продуктивности пашни и почвенного плодородия [5, 2, 10, 13].
Ресурсосбережение выступает в современных условиях в качестве одного из приоритетнейших направлений в структурной перестройке методов ведения растениеводства, является залогом стабильного развития всего сельскохозяйственного производства.
Освоение новых технологий стало неотложной задачей не только потому, что в них аккумулированы последние достижения сельскохозяйственной науки и техники, передового мирового и отечественного опыта, но и в связи с необходимостью поиска путей преодоления трудностей, сложившихся в растениеводстве, - таких, как снижение доходности, значительная изношенность парка машин, усилившиеся темпы ухудшения почвенного плодородия. Использование минимальных приемов обработки, комбинированных посевных машин в ресурсосберегающих комплексах привело при равной продуктивности пашни к значительной экономии прямых затрат, сни-
жению в 1,4...1,8 раза расходов на топливо, повышению уровня чистого дохода [6, 7, 11].
Целью проведённых исследований явилось выявление эффективности чистого и занятого паров, применения различных систем зяблевой обработки почвы, а также влияния способов посева и регуляторов роста на урожайность зерновых культур.
В качестве объекта исследований использовались сорта озимой пшеницы Бе-зенчукская 380 и яровой пшеницы Тулай-ковская 10.
Исследования проводились в 2007-2011 годах на опытном поле ФГУП «Учхоз «Рам-зай» Пензенской ГСХА» в условиях полевого стационарного опыта кафедры общего земледелия и землеустройства в восьми-польном севообороте (чистый пар - озимая пшеница - яровая пшеница - вико-овес + многолетние травы - многолетние травы 1 г. п. - многолетние травы 2 г. п. -озимая пшеница - яровая пшеница).
Почва опытного участка представлена чернозёмом выщелоченным, тяжелосуглинистым по гранулометрическому составу. Содержание гумуса в среднем по опыту 6,5 %, реакция среды кислая (рНсол 4,8.4,9), обеспеченность азотом высокая, фосфором и калием - средняя.
Схема опыта:
Фактор А - звенья севооборота:
А0 - чистый пар - озимая пшеница -яровая пшеница (контроль);
А1 - клевер 2 г. п. - озимая пшеница -яровая пшеница.
Уборку зерновых культур проводили с одновременным измельчением и разбрасыванием соломы.
Фактор В - системы зяблевой обработки почвы:
В0 - двухфазная отвальная зяблевая обработка на глубину 20...22 см под яровую, на 25.27 см под озимую пшеницу (контроль);
В! - двухфазная безотвальная зяблевая обработка на глубину 20.22 см под яровую, на 25.27 см под озимую пшеницу;
В2 - минимальная (мелкая) зяблевая обработка на глубину 12.14 см под яровую, на 10.12 см под озимую пшеницу.
Во всех вариантах обработки проводили предварительное лущение на 6.8 см.
Фактор С - способы посева:
С0 - рядовой посев сеялкой СЗ-З,6 (контроль);
С1 - разбросной посев сеялкой СШ-3,5.
Норма высева яровой и озимой пшеницы 5,0 млн. всхожих зерен на га.
Рядовой посев яровой и озимой пшеницы проводили сеялкой СЗ-З,6 с последующим прикатыванием кольчато-шпоро-выми катками ЗККШ-6. Разбросной посев проводили сеялкой СШ-З,5 (комбинированная посевная машина предназначена для сплошного посева зерновых культур с одновременным внесением минеральных удобрений и предпосевной культивацией).
Трёхфакторный опыт размещен методом расщепленных делянок в четырёх повторениях. Размер делянок первого порядка: длина 120 м, ширина 50 м. Общая площадь делянок 6000 м2, учётная площадь 4000 м2. Размер делянок второго порядка: длина 50 м, ширина 6 м. Общая площадь делянок З00 м2, учётная площадь 200 м2, ширина защитных полос между делянками 2 м. Размер делянок третьего порядка: длина 25 м, ширина 6 м. Общая площадь 150 м2, учётная - 100 м2.
В наших исследованиях в течение двух лет изучалось влияние предпосевной обработки семян яровой пшеницы регуляторами роста Новосил, Циркон и Энергия М.
Все наблюдения, анализы и учёт проводили по общепринятым методикам.
Благоприятные почвенные условия для роста растений складываются при определённых агрофизических параметрах почвы. К числу важнейших следует отнести плотность. От плотности сложения зависят водный, воздушный, тепловой режимы почвы, направленность и интенсивность физико-химических и микробиологических процессов, что сказывается на мобилизации питательных веществ, их доступности и использовании растениями. С плотностью сложения связаны эффективность и качество механической обработки, затраты на
тяговые усилия. Различают равновесную и оптимальную плотность почвы. Сопоставление показателей равновесной и оптимальной для роста культур плотности позволяет определить необходимость обработки почвы. Чем больше разность между этими величинами, тем интенсивнее и глубже должна обрабатываться почва. Вы-сокогумусные чернозёмные почвы имеют равновесную плотность 1,0.1,3 г/см3, которая совпадает с оптимальной для зерновых культур, что позволяет уменьшить интенсивность и глубину основной обработки этих почв [8, 9, 11].
В годы проведённых исследований плотность пахотного слоя была оптимальной для яровой и озимой пшеницы во всех вариантах опыта. Уменьшение глубины зяблевой обработки почвы до 10.14 см под яровую и озимую пшеницу в паровом и травяном звеньях зернопаротравяного севооборота не приводило к каким-либо существенным изменениям данного показателя, хотя была отмечена тенденция к увеличению плотности пахотного слоя в вариантах с минимальной обработкой почвы. Наибольшее уплотнение пахотного горизонта к уборке яровой пшеницы отмечалось в варианте с минимальной обработкой почвы, где плотность в слое 0.10 см составила 1,09.1,11 г/см3, в слое 10.20 см - 1,19.1,20 г/см3, в слое 20.30 см -1,23.1,26 г/см3.
Наименьшая плотность сложения перед посевом, при физической спелости почвы и перед уборкой озимой пшеницы во все годы исследований в пахотном слое наблюдалась в вариантах с отвальной обработкой почвы - 1,02.1,13 г/см3, в то время как в вариантах с безотвальным рыхлением она составила 1,08.1,13 г/см3, а с минимизированной зябью - 1,10.1,19 г/см3.
Это не выходит за пределы оптимальных значений для возделывания зерновых культур на чернозёмных почвах и свидетельствует о возможности замены традиционной двухфазной отвальной зяблевой обработки почвы на менее энергоёмкую минимальную.
Важнейшим показателем плодородия почв, определяющим рост и развитие растений, является содержание влаги в почве.
Полученные результаты исследований свидетельствуют, что вид пара в звене севооборота не оказал существенного влияния на запасы влаги в почве. Так, в паровом звене к моменту посева яровой пшеницы количество продуктивной влаги в метровом слое варьировало в пределах
Нива Поволжья № 4 (21) ноябрь 2011 41
132,7.134,9 мм, перед уборкой - 98,5. 98,9 мм; в травяном звене - 130,4.132,1 мм и 98,3.98,9 мм соответственно.
Исследования по влиянию систем зяблевой обработки почвы показали, что в среднем за период наблюдений запасы продуктивной влаги в метровом слое выщелоченных черноземов в весенний период в варианте со вспашкой составили 131,6 мм, по безотвальному рыхлению - 130,1 мм и минимальной обработке - 133,5 мм.
Перед уборкой яровой пшеницы в метровом слое во всех вариантах обработки почвы содержание продуктивной влаги снизилось за время вегетации за счет потребления растениями, физического испарения и составило в варианте со вспашкой 98,4 мм, по безотвальному рыхлению - 96,4 мм и минимальной обработке - 98,6 мм.
Различные системы зяблевой обработки почвы чёрного пара в годы проведения исследований не оказали существенного влияния на запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы. Перед посевом озимой пшеницы запасы продуктивной влаги в варианте со вспашкой составили 150,5 мм, с безотвальной обработкой - 149,2 мм и минимальной - 151,5 мм; перед уборкой озимой пшеницы - 105,6, 108,1 и 106,7 мм соответственно.
Большую роль в повышении устойчивости зерновых культур к водному дефициту играет почвенное плодородие. Его улучшение означает, что в критические по водообеспеченности годы потери зерна можно снизить на 3.10 ц/га [14].
Наличие гумуса в почве - основной признак её плодородия. Преобладание процессов разрушения гумусовых веществ над их образованием создает дефицитный баланс гумуса. Причиной потерь гумуса в почве является высокая интенсивность обработок почвы и повышенная аэрация (высокая насыщенность севооборота парами и пропашными культурами), низкий уровень использования органических и минеральных удобрений, отсутствие в структуре посевных площадей бобовых культур и многолетних трав.
Одним из этапов в решении задач по оптимизации режима органического вещества является прогнозирование гумусового баланса [4].
Расчёт баланса гумуса показал, что в звене с чистым паром создается отрицательный баланс гумуса, равный -2808,5 кг/га. В травяном звене, где присутствуют многолетние травы, создается положительный баланс гумуса +378,7 кг/га. Это связано с тем, что многолетние бобовые травы обо-
гащают почву органической массой за счет поступления корневых и пожнивных остатков, которые способствуют накоплению элементов питания в пахотном горизонте почвы и дополнительно стимулируют активность азотфиксирующих микроорганизмов.
Проведённое нами сравнительное изучение влияния звеньев севооборота и систем зяблевой обработки почвы показало, что они оказывают определенное влияние на агрохимические показатели плодородия почвы, что отражается на росте, развитии и урожайности последующих культур [12].
Результаты исследований показали, что в пахотном слое содержание подвижного фосфора в травяном звене севооборота было больше на 36,2 мг/кг по сравнению с паровым звеном. Содержание щё-лочногидролизуемого азота и калия в изучаемых звеньях севооборота изменялось незначительно. Применение ежегодной минимальной зяблевой обработки способствует дифференциации элементов питания в верхнем горизонте. Содержание щё-лочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в варианте с минимальной обработкой почвы увеличивается на 2,2 мг/кг, 14 мг/кг и 12,5 мг/кг почвы в слое 0.10 см по сравнению с традиционной отвальной обработкой.
Основным показателем влияния природно-климатических условий и агротехнических приемов на условия произрастания культуры является урожайность [3].
В среднем за 2007-2011 гг. более высокая урожайность озимой пшеницы отмечалась во всех вариантах обработки почвы в паровом звене севооборота - 2,91.2,96 т/га. При возделывании озимой пшеницы в травяном звене урожайность составила 2,64.2,66 т/га, что на 0,27.0,30 т/га ниже по сравнению с паровым звеном. Системы зяблевой обработки почвы не оказали существенного влияния на урожайность озимой пшеницы. Разбросной способ посева в сравнении с рядовым повышал урожайность озимой пшеницы в среднем на 0,31 т/га.
Таким образом, размещение озимой пшеницы по чёрному пару в зонах с недостаточным и неустойчивым увлажнением в сочетании с ресурсосберегающей системой зяблевой обработки почвы, включающей дискование на 6.8 см и культивацию на 10.12 см, и разбросным способом посева обеспечивает более высокую и стабильную по годам урожайность зерна и снижает его себестоимость.
контроль новосил циркон энергия М
Двухфазная отвальная ■ Двухфазная безотвальная
■ Минимальная мелкая
Урожайность яровой пшеницы в зависимости от систем зяблевой обработки почвы и регуляторов роста, т/га (среднее за 2010-2011 гг.)
На урожайность яровой пшеницы различные звенья севооборота существенного влияния не оказали. В среднем за годы исследований урожайность яровой пшеницы в паровом звене составила 1,87 т/га, в травяном звене - 1,93 т/га. Уменьшение глубины зяблевой обработки почвы с 20.22 см до 12.14 см не приводило к существенному снижению урожайности. Так, в варианте со вспашкой урожайность составила 1,94 т/га, а в варианте с минимальной обработкой - 1,88 т/га. Разбросной способ посева, проведенный многооперационной посевной машиной, увеличивал урожайность на 0,22 т/га по сравнению с рядовым посевом сеялкой СЗ-3,6.
Предпосевная обработка семян регуляторами роста способствовала увеличению урожайности яровой пшеницы. Наибольшая прибавка урожая 0,31 т/га полу-
чена при применении регулятора роста энергия М (рисунок).
Это свидетельствует о возможности замены традиционной двухфазной отвальной зяблевой обработки почвы в различных звеньях зернопаротравяного севооборота под яровую пшеницу на менее энергоёмкую минимальную (мелкую) в сочетании с разбросным способом посева и предпосевной обработкой семян регулятором роста энергия М.
Для более полной оценки изучаемых агротехнических приёмов значительный практический интерес представляет определение продуктивности звеньев севооборота.
Для сравнения продуктивности звеньев севооборота урожайность основной продукции сельскохозяйственных культур была переведена в зерновые единицы (таблица). Наиболее продуктивным звеном является
Оценка звеньев севооборота по продуктивности
Звено севооборота Система зяблевой обработки почвы Способ посева Урожайность, т с 1 га Продуктивность 1 га пашни, т. з. ед.
Пар / клевер Пшеница
озимая яровая
Паровое Двухфазная отвальная Рядовой - 2,85 1,73 1,53
Разбросной - 3,04 1,95 1,66
Двухфазная безотвальная Рядовой - 2,82 1,70 1,51
Разбросной - 2,99 1,92 1,64
Минимальная Рядовой - 2,80 1,71 1,50
Разбросной - 3,00 1,92 1,64
Травяное Двухфазная отвальная Рядовой 20,4 2,48 1,81 2,11
Разбросной 20,4 2,84 2,03 2,30
Двухфазная безотвальная Рядовой 19,8 2,50 1,78 2,09
Разбросной 19,8 2,85 2,00 2,28
Минимальная Рядовой 20,1 2,48 1,80 2,10
Разбросной 20,1 2,82 1,98 2,27
Нива Поволжья № 4 (21) ноябрь 2011 43
травяное звено, выход зерновых единиц варьировал от 2,09 до 2,30 т з. ед. с гектара.
Из-за отсутствия продукции в чистом пару паровое звено значительно уступает травяному звену. В итоге, продуктивность севооборотных звеньев находится в прямой зависимости от величины продукции, получаемой в паровом поле, и от воздействия предшественников озимых на урожай культур в звене севооборота.
Литература
1. Алтухов, А. И. Зерновой рынок России на рубеже веков / Алтухов А. И. - М.: АМБ-агро, 2000. - 473 с.
2. Бакиров, Ф. Г. Роль способа посева в повышении эффективности ресурсосберегающих технологий и урожайности / Ф. Г. Ба-киров // Зерновое хозяйство. - 2006. - № 8. -С. 11-12.
3. Бороевич, С. И. Принципы и методы селекции растений / С. И. Бороевич. - М., 1984. - 344 с.
4. Голомолзин, Р. С. Продуктивность зерновых севооборотов и накопление биогенных ресурсов плодородия чернозема в аг-роэкосистемах лесостепи Поволжья: авто-реф. дис. . канд. с-х. наук / Р. С. Голомол-зин. - Кинель, 2003. - 22 с.
5. Денисов, Е. П. Эффективность энергосберегающих обработок почвы при возделывании яровой пшеницы / Е. П. Денисов, А. П. Солодовников, Р. К. Биктеев // Нива Поволжья. - 2011. - № 3 (20).- С. 21-25.
6. Жидков, В. М. Ресурсосбережение в технологии возделывания яровой пшеницы на светло-каштановых почвах Волгоградской области / В. М. Жидков, А. Н. Сарычев // Аграрный вестник Урала. - 2007. - № 2 (38). - С. 43-45.
7. Кабжанова, Г. Р. Ресурсосберегающие приемы возделывания яровой пшеницы на Северо-Востоке Казахстана: автореф. дис. . канд. с-х. наук / Г. Р. Кабжанова. - Павлодар, 2009. - 22 с.
8. Казаков, Г. И. Земледелие в Среднем Поволжье / Г. И. Казаков, Р. В. Авра-менко, А. А. Марковский. - М.: Колос, 2008.
- 308 с.
9. Казаков, Г. И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография / Г. И. Казаков. - Самара: Изд-во Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2008. - 251 с.
10. Кислов, А. В. Ресурсосберегающие приемы возделывания яровой твердой пшеницы на Южном Урале / А. В. Кислов, Л. В. Иванова // Земледелие. - 2007. -№ 2. - С. 23-23.
11. Орлов, А. Н. Ресурсосберегающие системы зяблевой обработки почвы в современном земледелии / А. Н. Орлов, С. В. Богомазов, В. В. Манейлов // Нива Поволжья. - 2007. - № 2 (3). - С. 17-20.
12. Орлов, А. Н. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук, Е. В. Павликова // Достижения науки и техники АПК. - 2009. -№ 7. - С. 28-30.
13. Орлов, А. Н. Формирование урожайности зерновых культур в зависимости от обработки почвы и способов посева / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук, Е. В. Павликова, Н. Н. Тихонов // Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротех-нологии: материалы Международной научно-практической конференции. - Уфа: БашГАУ, 2008. - С. 174-176.
14. Ушаков, Р. Н. Возделывание яровой твердой пшеницы в неблагоприятных условиях / Р. Н. Ушаков // Зерновое хозяйство. - 2001. - № 1. - С. 27-28.
15. Церковнова, О. М. Влияние регуляторов роста на зимостойкость, урожайность и качество зерна озимой пшеницы в лесостепи Среднего Поволжья: автореф. дис. . канд. с.-х. наук / О. М. Церковнова.
- Пенза, 2009. - 18 с.
