CC BY
21
УДК 633.11«324»:631.521
ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУР И БАЛАНС ГУМУСА В КОРОТКОРОТАЦИОННОМ ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ
И. Н. Зеленин, канд. с.-х. наук; А. А. Смирнов, доктор С.-х. наук, профессор
ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии, т. (84161) 2-14-52, е-таП: репгпиБ^о^таИ. ги
Изучено влияние агротехнических факторов на урожайность зерновых культур и баланс гумуса в короткоротационном зернопаровом севообороте. Наибольший урожай зерновых формировался на вариантах с запашкой сидератов, наименьший - на вариантах с заделкой сидератов лущением. Внесение полной нормы МРК под зерновые повысило продуктивность культур зернового клина и сделало баланс гумуса положительным
Ключевые слова: озимая пшеница, ячмень, просо, агротехника возделывания, сиде-раты.
Увеличение объемов производства является основным направлением развития сельского хозяйства. При этом следует стремиться к получению высококачественной сельхозпродукции при сохранении плодородия почв и без значительного увеличения материальных затрат [2, 3].
В районах недостаточного и неустойчивого увлажнения по периодам развития сельскохозяйственных культур, к которым относится и лесостепь Среднего Поволжья, важная роль в накоплении и сохранении влаги в почве принадлежит предшественникам и способам основной обработки почвы [12, 14]. Предшественник, являясь началом технологии возделывания сельскохозяйственных культур, напрямую влияет на урожайность и качество продукции последующих культур [6, 11-14]. Обработка почвы - одна из самых энергоемких и ре-сурсозатратных технологических операций в растениеводстве [7, 8, 9]. В современных технологиях возделывания культур на обработку почвы приходится до 40 % энергетических и 25 % трудовых затрат [5, 12]. Это обуславливает необходимость разработки эффективной научно обоснованной ресурсосберегающей системы обработки почвы [1, 6, 13].
Цель наших исследований состояла в оценке влияния основных элементов агротехники в короткоротационном зернопаро-вом севообороте на продуктивность зерновых культур и сохранение почвенного плодородия в лесостепи Среднего Поволжья.
Исследования проводили в короткоро-тационном зернопаровом севообороте: сидеральный пар - озимая пшеница - ячмень - просо (три закладки в пространстве и во времени).
Почва опытного участка - выщелоченный чернозем. Содержание гумуса в пахотном слое составляло 6,0 %, рНКс1 - 6,4; степень насыщенности поглощающего комплекса основаниями - 83...89 %. Содержание подвижного фосфора - 190 мг/ кг почвы и обменного калия - 125 мг/кг почвы.
Исследования проведены в трехфак-торном полевом опыте в 2005-2009 гг. По-вторность опытов трехкратная. Расположение делянок систематическое. Площадь делянки первого порядка - 3360, второго -1120, третьего - 120 м2.
В опыте высевались: клевер красный (сорт Пензенский 1), вика мохнатая (сорт Глинковская), рыжик озимый (сорт Пензяк), сурепица озимая (сорт Горлинка), озимая пшеница (сорт Безенчукская 380), просо (сорт Благодатное), ячмень (сорт Лунь).
В опыте изучено три вида сидерально-го пара: клевер красный луговой; смесь вики мохнатой с сурепицей озимой и смесь вики посевной с редькой масличной.
Сидераты заделывали тремя способами: запашка на глубину 24.26 см, дискование в два следа на глубину 10.15 см и лущение на глубину 8.10 см.
Исследования проводили на трех фонах минерального питания: Ы0Р0К0 (без минеральных удобрений), ЫРК (полная норма на запланированный урожай) и ЛА ЫРК.
Нормы минеральных удобрений рассчитывали на запланированный урожай зерновых культур (пшеница - 3,5; ячмень -2,5; просо - 2,0 т/га) с учетом поступления питательных веществ при заделке сидера-тов и исходного содержания в почве. В сумме за ротацию севооборота они составили Ы90Р60К60. Баланс гумуса рассчитывали по методике А. Г. Марковского [10].
X X
-О ГС
С .Ь; р 1:
I а
о 1
00 •
% ё Е п
е; о
200
150
100
50
Ш N
¡3 К20 □ Р205
клевер
вика + сурепица
вика + редька
Рис. 1. Количество питательных элементов, поступающих в почву при заделке сидеральных культур и смесей (среднее за три года)
Основная статья поступления органического вещества в изучаемом севообороте - биомасса сидератов. Ранее нами были подобраны соотношение компонентов и нормы высева сидеральных смесей, обеспечивающие высокую продуктивность, улучшающие агрохимические и агрофизические свойства выщелоченного чернозема, установлено, что сидеральные смеси повышают продуктивность последующих культур при высокой энергетической эффективности применения [4, 15].
Продуктивность сидеральных паров в среднем за три закладки опыта представлена в таблице 1.
Таблица 1
Урожайность сидератов и сидеральных смесей (среднее за три года), т/га
Показатель Сидерат
Клевер Вика мохнатая + сурепица Вика яровая + редька
Урожайность зеленой массы 24,9 26,9 33,5
Урожайность сухого вещества скошенной биомассы 3,97 4,52 5,34
Масса пожнивных остатков 1,15 0,93 1,07
Масса сухих корней 5,41 3,92 4,28
Биомасса сидерата 10,53 9,37 10,69
Яровая смесь сформировала самую большую биомассу (общую) - 10,69 т/га. Несколько уступил ей клевер - 10,53 т/га. Озимая сидеральная смесь сформировала 9,37 т/га общей сухой сидеральной массы. Масса корней и пожнивных остатков была наибольшей у клевера.
Анализ содержания питательных веществ в сидеральной массе показал высокое содержание азота во всех сидератах (2,44...2,64 %), что объясняется наличием бобового компонента.
Лучшие показатели по содержанию валового азота у яровой сидеральной смеси: в скашиваемой массе - 2,64 %, в пожнивных остатках - 1,69 %, в корнях - 1,81 %.
Сидеральные смеси имели более высокое содержание общего фосфора в сравнении с клевером.
Относительное содержание общего калия было выше в скашиваемой массе, чем в корнях и пожнивных остатках. В яровой смеси содержание калия было выше, чем в озимой смеси и у клевера. Яровая сиде-ральная смесь обеспечила поступление в почву большего количества питательных элементов по сравнению с клевером и озимой сидеральной смесью (рис. 1).
Пшеница, ячмень и просо являются ведущими зерновыми культурами Пензенской области. Для обеспечения их высокой продуктивности требуется применение минеральных и органических удобрений.
В таблице 2 представлены данные по продуктивности зерновых культур севооборота в зависимости от изучаемых элементов агротехники. Средняя урожайность пшеницы составила 3,31 т/га, ячменя -2,28 т/га, проса - 1,67 т/га.
Минеральный фон, вид сидерата и способы заделки сидеральной фитомассы оказали достоверное влияние на урожайность зерновых. Доля влияния минеральных удобрений на продуктивность озимой пшеницы составила 73,5 %, вида сидера-тов - 16,2 %, способов их заделки - 9,4 %. Доля влияния минеральных удобрений на продуктивность ячменя снизилась до 65,3 %, а способов их заделки увеличилась до 17,5 %.
0
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 23
Таблица 2
Продуктивность зерновых культур севооборота в зависимости от элементов агротехники (среднее за три года)
Фактор Средняя урожайность, т/га
А - си-дерат В - способ заделки С - фон удобрений -и X ф ь н Ф ч о; о о о р С
Клевер Запашка 3,60 2,59 1,80
/ ЫРК 4,07 2,89 2,47
ЫРК 4,40 3,19 2,74
Дискование ^Кс 3,53 2,40 1,75
/ ЫРК 3,97 2,78 2,37
ЫРК 4,26 3,10 2,55
Лущение 3,42 2,27 1,73
/ ЫРК 3,72 2,59 1,96
ЫРК 4,01 2,87 2,38
Вика мохнатая + сурепица озимая Запашка 3,29 2,22 1,69
/ ЫРК 3,68 2,60 2,36
ЫРК 3,95 2,86 2,50
Дискование 3,16 2,13 1,58
/ ЫРК 3,62 2,50 2,11
ЫРК 3,97 2,83 2,40
Лущение 3,07 2,01 1,43
/ ЫРК 3,47 2,23 2,05
ЫРК 3,70 2,54 2,26
Вика яровая + редька масличная Запашка 3,35 2,44 1,77
/ ЫРК 3,76 2,72 2,38
ЫРК 4,17 3,00 2,58
Дискование 3,28 2,28 1,65
/ ЫРК 3,64 2,51 2,32
ЫРК 4,09 2,88 2,49
Лущение 3,07 2,17 1,63
/ ЫРК 3,55 2,38 2,22
ЫРК 3,92 2,65 2,36
НСР 0,05 0,07 0,11 0,09
Доля влияния минерального питания в формировании продуктивности проса в среднем за 3 года исследований составила 88,6 %, в то время как доли влияния вида сидератов и способов их заделки снизились до 3,2 и 8,2 % соответственно.
Прибавка урожая зерновых на вариантах с полной нормой ЫРК в среднем за годы исследования составила по пшенице 22 %, по ячменю 26 %, по просу 48 % (табл. 3).
Средняя урожайность пшеницы в вариантах с заделкой клевера составила 3,89 т/га; в вариантах с заделкой яровой сиде-ральной смеси - 3,65 т/га, а с заделкой озимой смеси - 3,55 т/га. Средняя урожайность пшеницы в вариантах с запашкой сидератов составила 3,81 т/га, в вариантах с дискованием - 3,75 т/га и в вариантах с лущением - 3,55 т/га (наименьшая по фактору).
Средняя урожайность ячменя в вариантах с последействием клевера составляла 2,74 т/га, озимой смеси - 2,44 т/га, яровой смеси - 2,56 т/га. По уменьшению влияния на урожайность ячменя способы заделки сидератов расположились в следующем ряду: запашка, дискование и лущение. Наибольшая продуктивность ячменя 2,88 т/га получена на вариантах с применением полной нормы минеральных удобрений. На вариантах с внесением / нормы ЫРК средняя урожайность составляла 2,58 т/га, а на вариантах без удобрений - 2,28 т/га.
Средняя урожайность проса на вариантах с последействием заделки клевера равнялась 2,19 т/га, озимой смеси - 2,04 т/га, яровой смеси - 2,16 т/га. Варианты опыта с дискованием и запашкой сидера-тов оказались более продуктивными (2,25 и 2,14 т/га) в сравнении с лущением (2,00 т/га). Наибольшее влияние на урожайность проса оказало внесение под него минеральных удобрений. Средняя урожайность на вариантах с полной нормой ЫРК составила 2,47 т/га, с половинной - 2,25 т/га, а на вариантах без удобрений - 1,67 т/га.
В зависимости от вариантов опыта потери гумуса за ротацию севооборота варьировали от 3,40 до 4,59 т/га.
Таблица 3
Влияние элементов агротехники на урожайность зерновых в короткоротационном зернопаровом севообороте (среднее за три года)
Фактор Средняя урожайность по факторам, т/га
Пшеница Ячмень Просо
Клевер 3,89 2,74 2,19
Вика мохнатая + сурепица озимая 3,55 2,44 2,04
Вика яровая + редька масличная 3,65 2,56 2,16
Запашка 3,81 2,72 2,25
Дискование 3,72 2,60 2,14
Лущение 3,55 2,41 2,00
3,31 2,28 1,67
1/2 ЫРК 3,72 2,58 2,25
ЫРК 4,05 2,88 2,47
СП
2,0
1,?
- 1,0 ТО
I 0.5 Ё1
0 0,0
1
го
с;
го Ш
1
■ ■ 1 8 ,8 ¡1 ,| ||,||
П1П1П1ПММП1МММ
11111111111111111111 ни
О- 0-
Запашка Дисксвани^ Лущение клевер
о ^
£ |
о. *-
о ^
Запашка Дисковани^ Лущение вика озимая+ сурепица
х. о о. ^ ^ о о.
о
Запашка Дискование Лущение вика яровая+ редька
Рис. 2. Влияние агротехнических факторов на баланс гумуса в короткоротационном севообороте
Новообразование гумуса за счёт гумификации сидеральной фитомассы, корней, пожнивных остатков и измельченной соломы зерновых культур составило 4,26...5,32 т/га.
Влияние элементов агротехники на баланс гумуса в зернопаровом севообороте представлено на рис. 2.
Баланс гумуса был наибольшим на вариантах с яровой сидеральной смесью, заделкой сидератов лущением и внесением полной нормы NPK.
Таким образом, в условиях лесостепной зоны Поволжья для сохранения почвенного плодородия при высокой продуктивности зернопаровых севооборотов необходимы замена чистого пара на сиде-ральный, запашка или дискование сидера-тов во время цветения бобового компонента, применение минеральных удобрений под зерновые культуры и заделка измельченной соломы зерновых.
Литература
1. Безуглов, В. Г. Минимальная обработка почвы / В. Г. Безуглов, Р. М. Гафуров // Земледелие. - 2002. - № 4. - С. 21-22.
2. Бондина, Н. Н. Инновационные технологии как фактор повышения эффективности использования материально-технических ресурсов / Н. Н. Бондина // Нива Поволжья. - 2010. - № 4 (17). - 92-96.
3. Винничек, Л. Б. Использование производственных ресурсов в растениеводстве / Л. Б. Винничек, А. А. Колобов // Нива Поволжья. - 2010. - № 4 (17). - 97-101.
4. Зеленин, И. Н. Яровые сидеральные смеси как средство повышения продуктивности озимой пшеницы / И. Н. Зеленин,
А. В. Чернышов // Сб. науч. тр. К 100-летию Пензенского НИИСХ, 2009. - Т. 1. - С. 224236.
5. Казаков, Г. И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография / Г. И. Казаков. - Самара: Самарская государственная сельскохозяйственная академия, 2008.
- 251 с.
6. Кащеев, А. Н. Севообороты и обработка почвы в интенсивном земледелии: учебное пособие / А. Н. Кащеев, А. Н. Орлов. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 153 с.
7. Кирюшин, В. И. Минимализация обработки почвы: перспективы и противоречия / В. И. Кирюшин // Главный агроном. -2007. - № 6. - С. 16-20.
8. Макаров, И. П. Минимализация обработки почвы / И. П. Макаров // Теоретические и практические основы зональных систем обработки почвы. - М.: Колос, 1984.
- С. 3-13.
9. Мареев, В. Ф. Влияние минимализа-ции основной обработки на свойства почвы и урожайность озимой ржи в условиях Предкамья Республики Татарстан // В. Ф. Мареев, И. Г. Манюкова, Ф. Х. Латыпов // Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - № 1 (11). -С. 110-114.
10. Марковский, А. Г. Методические указания к определению эколого-экономичес-кой эффективности и энергетической оценки агрономических мероприятий / А. Г. Марковский. - Кинель: Самарская ГСХА, 1998.
11. Мирнашвили Р. М. Хорошие предшественники // Зерновое хозяйство. - 1986.
- № 6. - С. 15-16.
12. Орлов, А. Н. Основные приемы повышения эффективности возделывания озимой пшеницы в условиях лесостепной
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 25
зоны Среднего Поволжья / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук // Нива Поволжья. - 2011. -№ 2 (19). - С. 39-45.
13. 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.
14. Прокошев, В. Н. Основы земледелия / В. Н. Прокошев. - М.: Колос, 1975. -81 с.
15. Чернышов, А. В. Озимые бобово-капустные смеси на зелёное удобрение в условиях лесостепи Среднего Поволжья / А. В. Чернышов, И. Н. Зеленин // Сб. науч. тр. К 100-летию Пензенского НИИСХ, 2009. - Т. 1. - С. 245-254.
