CC BY
13УДК 631:582 + 631.8 + 631.48
ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ В КРЫМУ
Пичугин А. М., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Семенцов А. В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Шевченко И. М., кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
В статье изложены результаты многолетних исследований (более 20 лет) применения различных систем удобрений в сочетании с различными системами обработки почвы, и влияние этих систем на продуктивность озимой пшеницы в Предгорно-степной зоне Крыма. Исследованиями установлено, что на фоне без удобрений мелкая основная система обработки снижала урожайность озимой пшеницы в каждой ротации севооборота, тогда как на фонах с внесением удобрений этого не происходило. Отвальная, безотвальная и комбинированная системы обработки почвы не оказали влияния на урожайность озимой пшеницы.
Ключевые слова: чернозем южный, ротация, обработка почвы, удобрения, продуктивность озимой пшеницы.
THE PRODUCTIVITY OF WINTER WHEAT IN LONG-TERM USE OF TILLAGE SYSTEMS AND FERTILIZERS IN THE CRIMEA
Pichugin A. M., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Sementsov A. V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Shevchenko I. M., Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
The article presents the results of observations of long application of various systems of fertilizers and soil tillage on the productivity of winter wheat in the Foothill-steppe Crimea. Studies have established that productivity of winter wheat, with each rotation of the rotation is reduced in unfertilized background, while the backgrounds with the introduction of nutrients in each rotation was manifested in different ways. Applied handling systems had an equivalent effect on the yield of winter wheat.
Keywords: southern black soil, rotation, tillage, fertilizer, productivity of winter wheat.
Введение. В настоящее время актуальным вопросом в земледелии является минимализация обработки почвы на различных фонах питания. Однако не изучена продолжительность применения поверхностной и мелкой систем обработки почвы и влияние их на урожайность сельскохозяйственных культур.
В Воронежском НИИ сельского хозяйства в течение 20 лет проводились исследования по изучению безотвальных способов обработки почвы. Установлено, что ежегодные безотвальные способы обработки почвы ухудшали структурно-агрегатное ее состояние, особенно в верхнем слое. Обработка отвальным способом способствовала улучшению структурно-агрегатного состава чернозема обыкновенного как обрабатываемого слоя, так и слоя 0-40 см в десятипольном зернопропашном севообороте [2].
В Адыгейском НИИ сельского хозяйства, в зернопропашном звене севооборота «подсолнечник - кукуруза на силос - озимая пшеница» - выявлено равноценное влияние систем основной обработки почвы на урожайность озимой пшеницы [1].
Однако полученные данные в Ставропольском НИИ сельского хозяйства свидетельствуют об увеличении продуктивности озимой пшеницы по технологии No-till по сравнению с традиционной технологией [4].
В Крыму применение различных систем обработки почвы оказывали одинаковое влияние на урожайность озимой пшеницы, но при проведении длительной мелкой обработки в почве ухудшались некоторые показатели (засоренность, плотность в 20-30 см пахотного слоя) [3, 5]. Возможно при длительном применении мелкой обработки эти показатели могут достичь критических значений и снизить урожайность. Поэтому в настоящее время является актуальным выявить продолжительность ее применения на различных фонах питания.
Материал и методы исследований. Стационарный двухфакторный опыт заложен в 1995 году методом расщепленных делянок. Изучается эффективность различных систем удобрения (фактор А) и обработки почвы (фактор В) на продуктивность культур севооборота: занятый пар (овес + горох или редька масличная на зеленый корм) - озимая пшеница - озимый ячмень - горчица (в первой ротации - кукуруза на силос) - озимая пшеница - яровой ячмень - лен. Вхождение в севооборот осуществлялось занятым паром. Исследования проводились на четырех закладках опыта. Фактор А (четыре системы удобрения): 1 - без удобрений (контроль); 2 - минеральная (рассчитанная на запланированную урожайность); 3 - органо-минеральная (в минеральной и органо-мине-ральной системах количество азота и фосфора одинаковое); 4 - органо-мине-ральная повышенная (количество азота и фосфора увеличено на 50 %).
Фактор В (четыре системы обработки почвы): 1 - отвальная (после горчицы под озимую пшеницу - дискование, под остальные культуры севооборота -вспашка); 2 - безотвальная (после горчицы под озимую пшеницу - дискование, плоскорезная обработка на ту же глубину, что и отвальная); 3 - мелкая (до 10 см) под все культуры; 4 - комбинированная (под озимую пшеницу после занятого пара вспашка на 20-22 см, под озимую пшеницу после горчицы - дискование на 8-10 см, под остальные культуры севооборота плоскорезная обработка на такую же глубину, как в 1 варианте).
Повторность четырехкратная, размещение делянок первого и второго порядков рендомизированное. Площадь посевной делянки - 150 м2, учетной - 60 м2.
Почвенный покров представлен черноземом карбонатным малогумусным. Основную обработку проводили почвообрабатывающими агрегатами ПЛН-4-35, КПГ-2-150, КПШ-5, БДТ-3.
Агротехника в опыте общепринятая для предгорной зоны Крыма, за исключением изучаемых вариантов удобрения и обработки почвы. Многолетняя урожайность озимой пшеницы получена по предшественнику горчица на семена.
Результаты и обсуждение. Под озимую пшеницу (после предшественника в первой ротации кукурузы на силос в последующих - после горчицы) на всех изучаемых системах обработки почвы проводилась одинаковая обработка -дискование на 10-12 см с последующей разделкой почвы культиватором. Поэтому эта культура могла реагировать только на последействие обработок проводимых под предшественник и на длительность их применения. Установлено, что на изучаемых вариантах обработки почвы урожайность озимой пшеницы в первой и третьей ротациях севооборота была одинаковой (табл. 1). Только во второй ротации наблюдалось последействие обработки почвы на урожайность озимой пшеницы.
Таблица 1. Урожайность озимой пшеницы по непаровым предшественникам (кукурузы на силос и горчицы) при различных системах обработки почвы, ц/га
Система обработки почвы Ротации севооборота Средняя
Первая ( 2000-2003 гг.) Вторая (2007-2010 гг.) Третья (2014-2016 гг.)
ц/га % ц/га % ц/га % ц/га
Отвальная 30,2 100 30,5 100 31,5 100 30,7
Безотвальная 29,6 98,2 28,7 94,1 30,6 97,1 29,6
Мелкая 29,6 98,0 29,1 95,4 31,2 99,0 30,0
Комбинированная 30,3 100,3 28,9 94,7 30,2 95,9 29,8
Средняя 29,9 29,3 30,9
НСР05 0,9 1,1 2,6
Так, на отвальной системе обработки она была доказуемо больше, чем на безотвальной, мелкой и комбинированной. Урожайность озимой пшеницы в процентном отношении к контролю (отвальная система обработки) составила при безотвальной системе обработки - 5,9 %, при мелкой - 4,6 %, при комбинированной - 5,3 %.
В первой ротации (длительность применения - 5 лет) средняя урожайность по обработкам почвы была 29,9 ц/га, во второй (длительность применения 12 лет) - 29,3 ц/га, в третьей (длительность применения 19 лет) - 30,9 ц/га. Средняя урожайность озимой пшеницы за три ротации на изучаемых системах обработки почвы была следующей: на отвальной - 30,7 ц/га, на безотвальной -29,6 ц/га, на мелкой - 30,0 ц/га, на комбинированной - 29,8 ц/га.
Во всех ротациях урожайность озимой пшеницы на вариантах с удобрениями была достоверно выше, чем на варианте без удобрений (табл. 2).
Применение минеральных удобрений привело к увеличению выхода зерна в первой ротации на 35,5 %, во второй - 84,6 %, третьей - 60,1 %. В первой и второй ротации преимущество имела минеральная система удобрения, ей
достоверно уступала органо-минеральная система. В третьей ротации органо-минеральная повышенная система имела достоверное преимущество над органо-минеральной и равноценна была минеральной системе.
Таблица 2. Урожайность озимой пшеницы по непаровым предшественникам (кукурузы на силос и горчицы на семена) при применении различных систем удобрения, ц/га
Система удобрения Ротации севооборота Средняя
Первая ( 2000-2003 гг.) Вторая (2007-2010 гг.) Третья (2014-2016 гг.)
ц/га % ц/га % ц/га % ц/га
Без удобрений 24,2 100 18,5 100 20,4 100 21,0
Минеральная 32,8 135,5 34,9 188,6 34,3 168,1 34,0
Органо-минеральная 30,5 126,0 31,3 169,2 32,4 158,8 31,4
Органо-минер. повышенная 32,2 133,1 32,5 175,6 36,5 178,9 33,7
Средняя 29,9 29,3 30,9
НСР05 1,9 2,9 3,4
Система длительного применения удобрений оказала положительное влияние на увеличение урожайности озимой пшеницы. На контрольном варианте (удобрения не применялись), за двенадцать лет исследований, по сравнению с первой ротацией, урожайность снизилась на 5,7 ц/га, или на 23,5 %. Следует отметить, что на варианте без удобрений урожайность снизилась с 24,2 ц/га до 20,4 ц/га, а на вариантах с применением удобрений, наоборот, увеличилась соответственно: на минеральной системе с 32,8 до 34,3 ц/га, на органо-минераль-ной с 30,5 до 32,4 ц/га, на органо-минеральной повышенной с 32,2 до 36,5 ц/га (рис. 1.). На фонах минерального и органо-минерального питания урожайность озимой пшеницы была близкой. В первой ротации (длительность применения составляла 5 лет) средняя урожайность при внесении удобрений была 29,9 ц/га, во второй (длительность применения составляла 12 лет) - 29,3 ц/га, в третьей (длительность применения - 19 лет) - 30,9 ц/га.
ц/га ,
У -----
5 12 19
Длительность применения
Условные обозначения: 1- Без удобрений
2— — Минеральная система удобрений
3..... Органо-минеральная система удобрений
4---Органо минеральная повышенная система удобрений
Рисунок 1. Влияние длительности применения различных систем удобрений на
урожайность озимой пшеницы
В третьей ротации севооборота по сравнению с первой на фоне без удобрений при отвальной обработке урожайность снизилась на 19,4 %, на безотвальной - на 12,6 %, на мелкой - на 7,2 % и комбинированной - на 23,1 %.
Однако в практическом отношении наибольшее значение имеют не усредненные данные, а как проявляют себя различные системы обработки на различных фонах питания. В первой ротации по предшественнику кукуруза на силос на фоне без удобрений при мелкой и безотвальной обработках почвы, проводимых в течении 5 лет по сравнению с отвальной, урожайность озимой пшеницы была меньше, но не существенно (табл. 3).
Таблица 3. Урожайность озимой пшеницы после кукурузы на силос, ц/га.
(2000-2003 гг.)
Система удобрения, А Система обработки почвы, В НСР ВхА
1. Отвальная 2. Безотвальная 3. Мелкая 4. Комбинированная
1.Без удобрений 24,7 23,7 23,6 24,7 1,82
2.Минеральная 32,6 32,4 33,5 32,8 1,82
3.Органо-минеральная 30,5 30,6 30,1 30,9 1,82
4.Органо-минер. повыш. 33,0 31,7 31,5 32,7 1,82
НСРА х В 3,85 3,85 3,85 3,85
Ба=3 4,27 > F05 = 2,81; FВ = 1,20 < F05 = 2,66; FАВ= 0,60 < F05 = 1,93; НСРч= 2,49 (8,31 %)
На минеральном фоне питания урожайность на мелкой обработке была 33,5 ц/га, а на отвальной - 32,6 ц/га, однако эти различия были тоже не достоверны. На органо-минеральных фонах питания мелкая и безотвальная системы обработки почвы также не уступали отвальной системе.
Во второй ротации по предшественнику горчица на семена озимая пшеница испытывала последействие изучаемых систем удобрения и обработки почвы после 12 лет (табл. 4).
Таблица 4. Урожайность озимой пшеницы после горчицы, ц/га. (2007-2009 гг.)
Система обработки почвы, В
Система удобрения, А 1.Отваль- 2. Безот- 3. Мелкая 4. Комбини- НСР ВхА
ная вальная рованная
1.Без удобрений 20,4 17,3 18,2 18,0 2,15
2.Минеральная 36,2 34,7 35,3 33,5 2,15
3.Органо-минеральная 31,7 30,7 31,5 31,3 2,15
4.Органо-минер. повыш. 33,6 32,0 31,5 32,9 2,15
НСРА х В 5,95 5,95 5,95 5,95
= 50,98 > F05 = 2,89; FВ = 4,41 > F05 = 2,68; F АВ = 0,88 < F05 = 1,96; НСРч = 3,51 (11,9 %)
На разных фонах удобрения и системах обработки почвы в севообороте получены достоверные различия по урожайности.
В среднем по опыту во второй ротации севооборота по сравнению с отвальной обработкой урожайность на безотвальной системе снижалась на 5,9 %,
на мелкой - на 4,6 % и на комбинированной - на 5,2 %. Влияние систем обработки почвы на различных системах удобрения на урожайность озимой пшеницы представлена на рисунке 2.
По сравнению с первой ротацией, на неудобренном фоне по отвальной обработке урожайность снизилась на 17,4 %, на безотвальной - на 27,0 %, мелкой -на 22,9 % и комбинированной - на 27,1 %. На контроле (без удобрений) безотвальная и комбинированная системы привели к более интенсивному снижению плодородия почвы, чем отвальная. Необходимо отметить, безотвальная и комбинированная системы отличаются только тем, что на комбинированной системе плоскорезная обработка прерывалась один раз за ротацию вспашкой под озимую пшеницу по занятому пару. Длительная безотвальная и мелкая системы обработки почвы на фоне без удобрений достоверно снижали урожайность озимой пшеницы.
Урожайность озимой пшеницы на изучаемых фонах питания была значительно выше, чем на фоне без удобрений на всех системах обработки почвы. Применение в течение 12 лет мелкой и безотвальной систем обработки почвы на вариантах с удобрениями не привело к достоверному снижению урожайности озимой пшеницы по сравнению с отвальной.
ц/га у 40 Р ° 35 Ж а й 30 н О 25 С т 20 Ь
г2, 1 3
Отвальная Безотвальная Мелкая Комбини- обработки ПОЧВЫ
рованнэя
Условные обозначения:
1--Без удобрений
2--Минеральная система удобрений
3-.... Органо-минеральная система удобрений
4 ---Органе минеральная повышенная система удобрений
Рисунок 2. Влияние длительного (12 лет) применения изучаемых систем обработки почвы и различных фонов питания на урожайность озимой пшеницы
В третьей ротации севооборота предшественником для озимой пшеницы была горчица на семена. Озимая пшеница испытывала последействие изучаемых систем удобрения и обработки почвы после 19 лет. Наибольшую урожайность получили на органо-минеральной системе с внесением повышенной нормы органических удобрений при отвальной системе обработки почвы (табл. 5).
В среднем по опыту в третьей ротации по сравнению с отвальной обработкой урожайность на безотвальной системе снизилась на 2,5 %, на мелкой - на 0,8 % и на комбинированной - на 3,9 %.
По сравнению с первой ротацией, на неудобренном фоне по отвальной обработке урожайность снизилась на 19,4 %, на безотвальной - на 12,6 %, мелкой - на
7,2 % и комбинированной - на 23,1 %. По сравнению со второй ротацией по отвальной обработке происходило дальнейшее снижение урожайности на 2,5 %, а на безотвальной, мелкой и комбинированной системах обработки урожайность стабилизировалась и наблюдалось ее увеличение на 19,6 %, 20,3 % и 5,5 %, соответственно.
Таблица 5. Урожайность озимой пшеницы по горчице, ц/га (2014-2016 гг.)
Система удобрения, А Система обработки почвы, В НСР ВхА
1. Отвальная 2. Безотвальная 3. Мелкая 4. Комбинированная
1. Без удобрений 19,9 20,7 21,9 19,0 4,78
2. Минеральная 34,8 35,0 34,1 33,4 4,78
3. Органо-минеральная 32,1 33,0 33,1 31,3 4,78
4. Органо-минер. повыш. 39,0 33,9 35,7 37,2 4,78
НСРА х В 3,62 3,62 3,62 3,62
РА = 38,19 > F05 = 2,89; FВ = 0,38 < F05= 2,89; FАВ = 0,78 < F05 = 1,98; НСРч= 5,24 ( 16,9%)
Урожайность озимой пшеницы на изучаемых фонах питания была достоверно выше, чем на фоне без удобрений на всех системах обработки почвы. Применение в течение 19 лет мелкой и безотвальной систем обработки почвы на вариантах с удобрениями не привело к достоверному снижению урожайности озимой пшеницы по сравнению с отвальной.
Урожайность озимой пшеницы на органо-минеральной повышенной системе удобрений была выше по отвальной системе, чем по мелкой во всех ротациях севооборота.
По сравнению с отвальной применение мелкой и безотвальной системы обработки почвы еще не снижало урожайность озимой пшеницы. Таким образом, длительная мелкая и безотвальная система обработки почвы не снижали урожайность озимой пшеницы по сравнению с отвальной. Следует отметить, что по мелкой системе обработки почвы затраты значительно ниже, поэтому целесообразно ей отдать предпочтение.
Выводы. Исследования показали, что на неудобренном фоне урожайность озимой пшеницы была достоверно ниже, чем на вариантах с удобрениями. На безотвальной и мелкой обработках снижение происходит интенсивнее, чем на отвальной. Отвальная система обработки почвы по урожайности озимой пшеницы имела преимущество над мелкой обработкой в 1-2 и уступала в 3 ротации севооборота.
На минеральном и органо-минеральном фоне питания безотвальная и мелкая системы обработки почвы не уступали отвальной системе, урожайность была одинаковой и различия не существенными. Длительное применение мелкой системы обработки почвы не приводило к существенному снижению урожайности озимой пшеницы.
На органо-минеральном повышенном фоне питания отвальная система обработки почвы имела преимущество над безотвальной и мелкой. Длительность применения мелкой системы обработки почвы не привела к существенному снижению урожайности озимой пшеницы на других вариантах удобрений.
Список использованных источников:
1. Благополучная О. А., Мамси-ров Н. И. Ресурсосберегающие способы обработки почв тяжелого механического состава и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур // Аграрная Россия - 2014. -№ 12 . - С. 2- 4.
2. Гармашев В. М., Турусов В. И., Гаврилова С. А. Изменение свойств чернозема обыкновенного при различных способах основной обработки // Земледелие - 2014. - №6. - С. 17-19.
3. Гордиенко В. П., Коваленко А. П., Сычевский С. М. Эффективность различных систем удобрения и обработки почвы под озимые культуры в Крыму // Вестник аграрной науки южного региона. - Одесса: СМИЛ., - 2001. -Вып. 2. - С. 20-23.
4. Дридигер В. К., Кашаев Е. А., Стукалов Р. С., Паньков Ю. И., Вой-цеховская С. С. Влияние технологии возделывания сельскохозяйственных культур на их урожайность и экономическую эффективность в севообороте // Земледелие - 2015. - № 7. - С. 20-23.
5. Осенний Н. Г., Ильин А. В. Эффективность сочетания обработки почвы, удобрений и гербицидов под озимую пшеницу // Одесса: СМИЛ., -2001. - Вып. 2. - С. 185 189.
Сведения об авторах:
Пичугин Александр Модестович -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и агрономической химии Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского», e-mail: Pichugin. 1958@inbox.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное.
References:
1. Blagopoluchnaya O. A., Mamsi-rov N. I. Resource-saving methods of treatment of soils with heavy mechanical composition and their influence on the yield of agricultural crops // agrarian Russia in 2014. - № 12 . - C. 2-4.
2. Garmashev V. M., Turusov V. I., Gavrilova S. A., Changes in the properties of ordinary Chernozem under various ways of the basic processing // Farming - 2014. - № 6. - P. 17-19.
3. Gordienko V. P., Kovalenko A. P., Sychevsky M. E. Efficiency of different fertilization systems and tillage for winter crops in the Crimea // Vestnik of agricultural science of the southern region. - Odessa: SMIL., - 2001. - Vol. 2. - P. 20-23.
4. Dridiger V. K., Kashaev E. A., Stu-kalov R. S., Pankov Y. I., Wojciechow-ska S. S. The Impact of technology of cultivation of agricultural crops on their productivity and economic efficiency in crop rotation // Expo - 2015. - № 7. -P. 20-23.
5. Osenniy N. G., Ilyin A. V. The Efficiency of combination of tillage, fertilizer and herbicides for winter wheat // Odessa: SMIL., - 2001. - Vol. 2. -P. 185-189.
Information about the authors:
Pichugin Alexander Modestovich -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Department of General and organic chemistry of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» e-mail: Pichugin. 1958@inbox.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Семенцов Александр Васильевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и агрономической химии Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», e-mail: sementsov-1957@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
Шевченко Ирина Михайловна -кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры земледелия и агрономической химии, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», e-mail: irinairio@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
Sementsov Alexander Vasilyevich -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Department of General and organic chemistry of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» e-mail: sementsov-1957@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Shevchenko Irina Mikhailovna - Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer, Department of General and organic chemistry of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Ve nadsky Crimean Federal Univer-sity» e-mail: irinairio@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
