CC BY
13УДК 633.15:631.559(470)
ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОЧЕТАНИЯ ПОЧВОПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ И NO-TILL В ПРЕДГОРНО-СТЕПНОМ КРЫМУ
Томашова О.Л., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник;
Ильин А.В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Захарчук П.С., аспирант; Сильченко К.Р., студент; Томашова А.С., студент Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского».
Представлены результаты научных исследований эффективности почвопокровных культур в севообороте по системе No-till в предгорно-степном Крыму. Доказано, что на фоне технологии no-till, используемой в севообороте, почвопокровные культуры, как по отдельности, так и в смесях, проявляют неодинаковое влияние на отдельные показатели. Таким образом, в посевах почвопокровных культур были отмечены не только культурные растения, но и сорняки и падалица предшественника. Варианты почвопокровных культур и их смесей, возделываемые в севообороте, оказали положительное влияние на подавление численности и
PRODUCTIVITY WINTER WHEAT IN DEPENDENCE FROM THE COMBINATION GROUNDCOVER CROPS IN THE FIELD CROP ROTATION AND NO-TILL IN THE FOOTHILL-STEPPE CRIMEA
Tomashova O.L., Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher;
Ilyin A.V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Zakharchuk P.S., postgraduate student; Silchenko K.R., student; Tomashova A.S., student; Institute «Agrotechnological Academy» of the FSAEI HE «V.I. Vernadsky Crimean Federal University».
The results of scientific studies of the effectiveness of groundcover crops in crop rotation in the No-till system in the foothill-steppe Crimea are presented. It is proved that against the background of the no-till technology used in crop rotation, groundcover crops, both individually and in mixtures, show unequal influence on individual indicators. Thus, in the crops of groundcover crops, not only cultivated plants were noted, but also weeds and carrion of the predecessor. The variants of groundcover crops and their mixtures cultivated in the crop rotation had a positive effect on the suppression of the number and mass of weed vegetation. This effect was reliably observed on the
32
массы сорной растительности. Этот variants Winter rapeseed + Vetch; Oats; эффект достоверно наблюдался на ва- Radish; Oats + Radish + Vetch. The риантах Озимый рапс + Вика; Овес; yield of winter wheat was the same on all Редис; Овес + Редис + Вика. Урожай- variants of groundcover crops, which can ность озимой пшеницы была одинако- be explained by a short period after the вой на всех вариантах почвопокровных termination of vegetation of groundcover культур, что может быть объяснено crops and insufficient biological effect. коротким периодом после прекращения вегетации почвопокровных культур и недостаточным биологическим эффектом.
Ключевые слова: покровные куль- Key words: cover crops, crop туры, севооборот, смесь покровных rotation, a mixture of cover crops, yield, культур, урожайность, озимая пше- winter wheat. ница.
Введение. Ноу-тилл с применением мульчи и возделыванием покровных культур, как один из методов улучшения агроэкосистемы, привлекает к себе все больше внимания. В зависимости от вида покровных культур, борьба с сорняками достигается с помощью снижения доступа света, конкуренции за питательные вещества и аллелопатии некоторых культур [1, 2, 3].
Аналогичным образом, включение покровной культуры в систему возделывания является источником органического вещества, получаемого из биомассы, что усиливает биологическую активность и впоследствии улучшает качество почвы[4, 5].
Материал и методы исследований. Исследования по изучению эффективности выращивания промежуточных почвопокровных культур при возделывании их в различных смесях проводились на опытном поле Института «Агротехноло-гическая академия» Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского в 4-польном севообороте со следующим чередованием культур:
1)горох
2) озимая пшеница + промежуточные культуры (почвопокровные)
3) кукуруза
4) озимый ячмень+ промежуточные культуры (почвопокровные)
В пожнивном посеве изучались разные комбинации почвопокровных культУР:
1. Система No-till + Оз. рожь пожнивный почвопокровный посев;
2. Система No-till + Оз. рапс пожнивный почвопокровный посев;
3. Система No-till + Оз. вика пожнивный почвопокровный посев;
4. Система No-till + Оз. рожь + Оз. рапс пожнивный почвопокровный посев;
5. Система No-till + Оз. рожь + Вика пожнивный почвопокровный посев;
6. Система No-till + Оз. рапс+ Вика пожнивный почвопокровный посев;
33
7. Система No-till + Оз. рожь+ Оз. рапс+ Вика пожнивный почвопокров-ный посев;
8. Система No-till + Овес пожнивный почвопокровный посев;
9. Система No-till + Редька пожнивный почвопокровный посев;
10. Система No-till + Овес + Редька пожнивный почвопокровный посев;
11. Система No-till + Овес + Вика пожнивный почвопокровный посев;
12. Система No-till + Редька + Вика пожнивный почвопокровный посев;
13. Система No-till + Овес + Редька+ Вика пожнивный почвопокровный посев;
14. Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 5 культур (кукуруза+горох+лен+подсолн+просо);
15. Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 8 культур (кукуруза+горох+лен+подсолн+просо+редька+горчица+вика);
16. Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 11 культур (кукуруза+горох+лен+подсолнечник+просо+редька+горчица+вика+судан-ская трава+чечевица+гречиха)
17. Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 13 культур (кукуруза + горох + лен + подсолнечник + просо + редька + горчица + вика + суданская трава + чечевица + гречиха + овес + донник);
18. Система No-till без почвопокровного посева (Контроль - №1);
19. Традиционная система обработки почвы без почвопокровного посева (Контроль - №2).
Площадь элементарной делянки 150 м2 (25 м х 6 м). Повторность опыта 3-кратная. Озимая пшеница - сорт Надор. Посев основных и промежуточных почвопокровных проводился сеялкой прямого сева Жерарди G-114.
В годы проведения опытов (2020-2021 гг.) масса покровных растений, в том числе и сорных, определялась весовым методом. Урожайность озимой пшеницы определялась поделяночным учетом селекционным комбайном SR 2010.
Результаты и обсуждение. Использование почвопокровных культур увеличивает разнообразие и интенсивность севооборотов. Ключевая роль промежуточных культур - это обогащение почвы органическим веществом, мобилизация труднодоступных форм фосфора и калия, улучшение водно-физических свойств почвы, что может быть достигнуто путем освоения межвидового агро-фитоценоза.
Почвопокровными культурами в севообороте были не только культурные растения и их смеси, высеваемые согласно схемы опыта. Но к числу почвопо-кровных культур можно также отнести и произрастающие на участке сорные растения и падалица озимых колосовых культур. В этой связи, мы провели анализ массы разных почвопокровных культур за 2-летний период (табл. 1).
34
Таблица 1. Масса почвопокровных культурных, сорных растений и падалицы в промежуточном посеве, 2020-2021 гг.
№ п/п Вариант Масса почво-покровных культурных растений, ц/га Масса сорных растений, ц/га Масса растений падалицы, ц/га Общая масса растений, ц/га
1 Оз. Рожь 9,4 7,7 3,7 20,8
2 Оз. Рапс 32,7 2,7 1,6 37.0
3 Вика 3,2 8,5 4,0 15,7
4 Оз. рожь+ Оз. рапс 36,1 4,6 1,6 42,3
5 Оз. Рожь+ Вика 6,5 9,7 4,3 20,5
6 Оз. Рапс+ Вика 36,8 4,9 2,3 44.0
7 Оз. Рожь+ Оз. Рапс+ Вика 32,7 4,5 2,6 39,8
8 Овес 55,1 13,3 1,8 70,2
9 Редька 64,8 2,0 0,9 67,7
10 Овес + Редька 56,2 5,7 2,1 64.0
11 Овес + Вика 25,1 2,6 2,6 30,3
12 Редька + Вика 44,9 7,9 1,0 53,8
13 Овес+редька+Вика 113,7 3,5 1,6 118,8
14 Смесь из 5 культур 33,7 5,8 0,9 40,4
15 Смесь из 8 культур 91,5 4,9 1,4 97,8
16 Смесь из 11 культур 50,0 4,0 2,2 56,2
17 Смесь из 13 культур 84,3 5,9 0,5 90,7
18 Система No-till без почвопокровного посева (Контроль - №1) 0,0 20,6 2,2 22,8
19 Традиционная система обработки почвы без почвопокровного посева (Контроль - №2) 0,0 18,6 5,5 24,1
НСР05 21,3 ц/га 5,9 ц/га 1,9 ц/га 38.3 ц/га
Как показали исследования наибольшая общая масса почвопокровных отмечалась на вариантах 13, 15 и 17. Это связано, прежде всего, с тем, что на этих ва-
35
риантах была получена наибольшая масса культурных почвопокровных растений. Так, например, на 13 варианте процент культурных растений в общей массе почвопокровных составлял 95,7 %, на 15 варианте - 93,6 % и на 17 варианте - 92,9 %.
При этом отмечались также варианты, на которых масса культурных растений была наименьшей, что в общей биомассе почвопокровных приводило к достоверно отрицательным результатам. Это варианты 1, 3 и 5. Соответственно, процентное соотношение составило 45,2; 20,4 и 31,7 %.
Следует отразить тот факт, что анализируемая масса как культурных растений, так и сорняков и падалицы, напрямую зависела от их количества в агрофи-тоценозе (табл. 2).
Таблица 2. Количество почвопокровных культурных,
сорных растений и падалицы в промежуточном посеве, 2020-2021 гг.
№ п/п Вариант Количество покровных культурных растений, шт/м2 Количество сорных растений, шт/м2 Количество растений падалицы, шт/м2 Общее количество растений на делянке, шт/м2
1 Оз. рожь 16,3 22,2 23,9 62,4
2 Оз. рапс 42,5 12,0 16,6 71,1
3 Вика 17,4 16,8 24,1 58,3
4 Оз. рожь + Оз. рапс 32,0 7,9 12,7 52,6
5 Оз. рожь + Вика 24,4 16,2 30,5 71,1
6 Оз. рапс + Вика 46,7 9,4 24,7 80,8
7 Оз. рожь + Оз. рапс + Вика 27,4 14,0 22,0 63,4
8 Овес 38,4 16,8 19,6 74,8
9 Редька 45,7 4,0 8,8 58,5
10 Овес + Редька 19,6 9,1 14,0 42,7
11 Овес + Вика 21,5 10,7 27,9 60,1
12 Редька + Вика 25,0 9,7 8,4 43,1
13 Овес + Редька + Вика 50,4 8,2 11,1 69,7
14 Смесь из 5 культур 39,1 9,0 14,5 62,6
15 Смесь из 8 культур 34,5 7,7 8,7 50,9
16 Смесь из 11 культур 30,8 11,5 13,7 56
17 Смесь из 13 культур 43,6 10,4 6,4 60,4
18 Система No-till без почвопокровного посева (Контроль - №1) 0,0 31,9 10,2 42,1
36
Продолжение таблицы 2
19 Традиционная система обработки почвы без почвопокровного посева (Контроль - №2) 0,0 34,1 34,4 68,5
нсро5 25,4 шт/м2 11,7 шт/м2 10,3 шт/м2 39,8 шт/м2
Наибольшее количество культурных почвопокровных растений произрастало на вариантах 2, 6, 9, 13 и 17. Этот факт способствовал и тому, что на данных вариантах общая численность всех видов почвопокровных растений была максимальной - 59,8; 57,8; 78,1; 72,3 и 72,2 соответственно. Таким образом, можно отметить, что культурные растения обеспечивали на этих вариантах наибольший аллелопатический эффект и угнетали сорные растения и падалицу.
Биология растений на некоторых вариантах и их конкуренция в биоценозе за биотические факторы, в частности свет, привела к тому, что высота культурных почвопокровных растений варьировала по вариантам (рис. 1). Так, наибольшая высота культурных растений за 2-летний период исследований отмечалась на варианте 8 (Овес) - 36,6 см. При этом наибольшее угнетении сорняков биологической массой культурных почвопокровных было на варианте 15 (Смесь из 8 культур) - 8,4 см высота сорняков при средней высоте культурных растений - 32,5 см. Без возделывания культурных почвопокровных растений в системе No-till (вариант 18) численность сорных растений была выше среднего значения по опыту и достигала 18,2 см.
40,0
' из
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
■ Высота культурных растений, см ■ Высота сорных растений, см
Рисунок 1 Высота почвопокровных культурных, сорных растений и падалицы в промежуточном посеве, 2020-2021 гг.
37
Сложившиеся в 2020-2021 сельскохозяйственном году засушливые погодные условия отрицательно отразились на росте и развитии растений озимой пшеницы. Вследствие этого, урожайность культуры была в 2-3 раза ниже планируемой. В 2021-2022 с.-х. году урожайность озимой пшеницы была несколько выше, чем за аналогичный период прошлого года и на отдельных вариантах достигала 25,6 ц/га. В среднем за 2 года исследования урожайность составила 17,1 ц/га (табл. 3).
Таблица 3. Урожайность озимой пшеницы по годам исследования, ц/га
№ п/п Вариант Средняя за 2020-2021 годы
1 Система No-till + Оз. рожь пожнивный почвопокровный посев 14,8
2 Система No-till + Оз. рапс пожнивный почвопокровный посев 15,4
3 Система No-till + Оз. вика пожнивный почвопокровный посев 18,6
4 Система No-till + Оз. рожь + Оз. рапс пожнивный почвопокровный посев 16,1
5 Система No-till + Оз. рожь + Вика пожнивный почвопокров-ный посев 16,5
6 Система No-till + Оз. рапс+ Вика пожнивный почвопокров-ный посев 15,7
7 Система No-till + Оз. рожь+ Оз. рапс+ Вика пожнивный почвопокровный посев 13,6
8 Система No-till + Овес пожнивный почвопокровный посев 13,9
9 Система No-till + Редька пожнивный почвопокровный посев 15,7
10 Система No-till + Овес + Редька пожнивный почвопокровный посев 15,7
11 Система No-till + Овес + Вика пожнивный почвопокровный посев 20,4
12 Система No-till + Редька + Вика пожнивный почвопокровный посев 17,1
13 Система No-till + Овес + Редька+ Вика пожнивный почвопо-кровный посев 19,2
14 Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 5 культур (кукуруза + горох + лен + подсолнечник + просо); 18,3
15 Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 8 культур (кукуруза + горох + лен + подсолнечник + просо + редька + горчица + вика); 18,9
38
Продолжение таблицы 3
16 Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 11 культур (кукуруза + горох + лен + подсолнечник + просо + редька + горчица + вика + суданская трава + чечевица + гречиха); 17,3
17 Система No-till + пожнивный почвопокровный посев смеси из 13 культур (кукуруза + горох + лен + подсолнечник + просо + редька + горчица + вика + суданская трава + чечевица + гречиха + овес + донник); 19,0
18 Система No-till без почвопокровного посева (Контроль - №1) 17,9
19 Традиционная система обработки почвы без почвопокровного посева (Контроль - №2) 21,4
НСР05, ц/га 11,7
Разные варианты почвопокровных культур также не показали достоверную разницу в урожайности озимой пшеницы. Возможно это связано с коротким периодом их последействия и в последующие годы, когда биомасса почвопокровных растений полностью преобразуется в органическое вещество почвы, положительно скажется на последующих культурах севооборота.
Выводы.
1. В посевах почвопокровных культур отмечались не только культурные растения, но и сорные растения и падалица предшественника.
2. Урожайность зеленой массы почвопокровных культур на отдельных вариантах достигала 91,5-113,7 ц/га, при этом процент культурных растений в общей массе почвопокровных составлял 93,6-95,7 %.
3. Возделываемые в севообороте варианты почвопокровных культур и их смесей положительно влияли на подавление численности и массы сорной растительности. Достоверно этот эффект отмечался на вариантах Оз. рапс+ Вика; Овес; Редька; Овес + Редька+ Вика.
4. Урожайность озимой пшеницы была одинаковой на всех вариантах почвопокровных культур в системе No-till, что, возможно, объясняется коротким периодом после их отмирания и недостаточного биологического эффекта.
Список использованных источников: List of sources used:
1. Daniells, I.G. Hard-setting soils: 1. Daniells, I.G. Hard-setting soils: A review. Soil Res. 2012, 50, 349-359. A review. Soil Res. 2012, 50, 349-359. [Google Scholar] [CrossRef] [Google Scholar] [CrossRef]
2. Томашова О.Л., Осенний Н.Г., 2. Tomashova O.L., Osenniy N.G., Веселова Л.С., Ильин А.В. Почвопо- Veselova L.S., Ilyin A.V. Groundcover кровные культуры как основной эле- crops as the main element ofbiologization мент биологизации земледелия при of agriculture under the No-till system системе No-till для воспроизводства for reproduction of soil fertility.. //
39
плодородия почвы.. // АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ЛЕСОВОДСТВА. вторые международные чтения памяти Г. Ф. Морозова: к столетию памяти классика русского лесоводства 1920-2020 гг.. Симферополь, 2020. - С. 219-227.
3. Томашова О.Л., Ильин А.В., Ве-селова Л.С. Строение почвы под покровными культурами при технологии прямого посева в предгорно-степной зоне Крыма. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. - № 6 (80). - С. 31-33.
4. Rasmussen, K.J. Impact of Plough-less Soil Tillage on Yield and Soil Quality: A Scandinavian Review. Soil Tillage Res., 1999, 53, 3-14. [Google Scholar] [CrossRef].
5. Mathew, R.P.; Feng, Y.; Githinji, L.; Ankumah, R.; Balkcom, K. Impact of No-tillage and Conventional Tillage on Soil Microbial Communities. Appl. Environ. Soil Sci. 2012, 2012, 548620. [Google Scholar] [CrossRef].
ACTUAL PROBLEMS OF MODERN FORESTRY. the second international readings in memory of G. F. Morozov: to the centenary of the memory of the classic of Russian forestry 1920-2020. Simferopol, 2020. - P. 219-227.
3. Tomashova O.L., Ilyin A.V., Veselova L.S. The structure of the soil under cover crops with direct sowing technology in the foothill-steppe zone of the Crimea. // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. 2019. - № 6 (80). - P. 31-33.
4. Rasmussen, K.J. Impact of Plough-less Soil Tillage on Yield and Soil Quality: A Scandinavian Review. Soil Tillage Res., 1999, 53, 3-14. [Google Scholar] [CrossRef].
5. Mathew, R.P.; Feng, Y.; Githinji, L.; Ankumah, R.; Balkcom, K. Impact of No-tillage and Conventional Tillage on Soil Microbial Communities. Appl. Environ. Soil Sci. 2012, 2012, 548620. [Google Scholar] [CrossRef].
Сведения об авторах:
Томашова Ольга Леонидовна -кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, e-mail: 777tom@bk.ru, 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное.
Ильин Александр Валериевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры земледелия и агрономической химии факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Института «Агротех-нологическая академия» ФГАОУ ВО
Information about authors:
Tomashova Olga Leonidovna -Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, e-mail: 777tom@ bk.ru, Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Ilyin Aleksandr Valeryevich -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of agriculture and agronomic chemistry of Faculty of agronomy, landscape architecture and forestry of the Institute "Agrotechnological academy" of the
40
«Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», e-mail: nis_katu@mail.ru, 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агротехноло-гическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Захарчук Павел Сергеевич - аспирант факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», e-mail: zakharchukp@mail. ru, 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Сильченко Кирилл Романович - студент 4 курса факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», e-mail: kirya.silchenko.2014@mail.ru, 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агротех-нологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Томашова Анастасия Сергеевна - студентка 1 курса факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Института «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», e-mail: 777tom@bk.ru, 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агротехноло-гическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
FSAEI HE "V.I. Vemadsky Crimean Federal University", e-mail: nis_katu@ mail.ru, Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Zakharchuk Pavel Sergeevich -postgraduate student of the Faculty of agronomy, landscape gardening and forestry ofthe Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: zakharchukp@mail. ru, Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Silchenko Kirill Romanovich - 4th year student of the Faculty of agronomy, landscape gardening and forestry of the Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: kirya.silchenko.2014@mail.ru, Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Tomashova Anastasiya Sergeevna -1th year student ofthe Faculty of agronomy, landscape gardening and forestry of the Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: 777tom@ bk.ru,, Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
41
