CC BY
16
Skorokhodov Vitaliy Yuryevich, Candidate of Agriculture, Leading Researcher
Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of
Sciences
27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia
E-mail: [email protected]
The article discusses the interaction of nitrate nitrogen, soil biological activity and spring barley yield. To assess the microbiological state of the southern chernozem soil, the method of decomposition of linen cloth was used. In the period from 2002 to 2019, the maximum yield of barley (32.5 centners per 1 ha) was formed in a grain-crop rotation with millet on a fertilized nutrition background. Barley shows a positive reaction to the use of mineral fertilizers. In barley after crop rotation with millet on a fertilized background, the highest percentage of flax decomposition is noted (in 2003 it was 30 %). On average, over 18 years of research, the lowest soil bioactivity in barley monosowing is 6.3 % on two nutritional backgrounds. The cultivation of spring barley in a grain-crop rotation with peas has the advantage of accumulating nitrate nitrogen. The results of our studies allowed us to establish a positive yield dynamics when using mineral fertilizers, the increase ranged from 0.9 to 2.1 centners per 1 ha according to the experimental options.
Key words: barley, nutrition background, nitrate nitrogen, soil biological activity, productivity, mono-sowing, predecessor.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-52-57
-♦-
УДК 633.16:551.5(470.56)
Продуктивность ячменя и его роль в борьбе с засухой в степной зоне Южного Урала*
Д.В. Митрофанов, канд. с.-х. наук; Н.А. Максютов, д-р с.-х. наук;
A.А. Зоров, канд. с.-х. наук; Ю.В. Кафтан, канд. с.-х. наук;
B.Ю. Скороходов, канд. с.-х. наук; Н.А. Зенкова, канд. с.-х. наук
ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
В статье приводятся результаты длительных стационарных исследований по основной зернофуражной культуре ячменю, которая является самой урожайной из ранних зерновых и играет важную роль в борьбе с засухой. Период исследований (1990 - 2019 гг) охватывает всё многообразие погодных условий, из них пять хорошо известных и изученных засух, а за последние годы появился новый вид - холодная засуха, которая не наблюдалась в засушливом Оренбуржье ранее. В условиях этих засух из всех ранних яровых зерновых культур ячмень оказался самым продуктивным и устойчивым к ней. Большим достоинством этой культуры является его отзывчивость на применение минеральных удобрений как в действии предшественников, так и в их исследовании. Несмотря на то что ячмень в 6-польном севообороте занимает последнее место, его реакция на удобрение на паровых полях, особенно сидерального пара, была существенной. Кроме того, зелёное удобрение в сравнении с чёрным удобренным паром повышает в зерне содержание заменимых и незаменимых аминокислот. Впервые в засушливых условиях на чернозёмах южных была установлена основная причина снижения урожайности ячменя при бессменном его возделывании - почвоутомление, которое проявлялось в сильной степени. Лучшими предшественниками ячменя в последействии являются сорго на силос, просо и горох. Кукуруза на силос вследствие высокого урожая и выноса питательных веществ и влаги из почвы снижала урожайность ячменя.
Ключевые слова: ячмень, продуктивность, предшественник, удобренный фон, севооборот, погодные условия, засуха, почвоутомление.
В засушливых условиях Оренбуржья в борьбе с засухой из ранних яровых зерновых культур ячмень занимает ведущее место, так как по урожайности он уступает только озимым, но с учётом отсутствия её на паровом поле и по этому показателю превосходит их. Кроме того, следует отметить, что ячмень в севооборотах занимает последнее поле, где самое низкое плодородие почвы.
Важным достоинством этой культуры является и очень высокая отзывчивость на применение минеральных удобрений как в их действии, так и в последействии.
Ценность ячменя заключается ещё в том, что он является самой засухоустойчивой культурой из ранних зерновых, экономно расходует влагу и отличается коротким вегетационным периодом, рано освобождает занятые площади. Как пред-
* Исследования выполняются в соответствии с планом НИР на 2018 - 2020 гг ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-20190003).
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
шественник для яровой пшеницы он лучше, чем её повторный посев.
По кормовым достоинствам ячмень превосходит многие зерновые и кормовые культуры, а по выходу зерна с 1 га пашни занимает первое место [1].
Материал и методы исследования. Исследования ведутся в длительном стационарном опыте, где ячмень возделывается в 6-польных севооборотах с чёрным, почвозащитным и сидеральным парами и является замыкающей культурой и в бессменном посеве.
Место проведения - бывший ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ; годы исследований 1990 - 2019.
Почва - чернозём южный карбонатный мало-гумусный тяжелосуглинистый, содержание гумуса в слое почвы 0 - 30 см составляет 3,2 - 4,0 %, подвижного фосфора - 1,5 - 2,5 мг, обменного калия - 30 - 38 мг на 100 г почвы.
Методика исследования - рекомендации по изучению севооборотов [2] .
Среднемноголетнее количество выпавших осадков в зоне исследования за с.-х. год составляет 367 мм, за вегетационный период - 155 мм.
Доза внесения минеральных удобрений под основную обработку почвы равна ^0Р40 кг д.в. на 1 га.
Предшественниками ячменя являются яровая мягкая пшеница после кукурузы и сорго на силос, проса и гороха.
За сельскохозяйственный год в период исследований (1990 - 2019 гг.) в среднем выпало 377 мм осадков, за вегетацию (май - август) - 139 мм; температура воздуха увеличилась на 2,1 °С, зимний период - на 3,3 °С, вегетационный - на 0,6 °С; отмечались резкие среднесуточные перепады, достигавшие 20 - 25 °С.
Особенностью изменений погоды также являются усиление ветровой деятельности с быстрым изменением его направления в течение суток, выпадение осадков ливневого характера и участившиеся засухи [3].
Результаты исследования. За 30 лет проведения опытов урожайность ячменя более 20 ц с 1 га отмечалась 13 лет, от 10 до 20 ц - 7 лет и ниже 10 ц - 10 лет.
Количество лет со слабой засушливостью (1,0 - 1,3) составило 5, с умеренной (0,7 - 1,0) - 13, очень сильной (0,4 - 0,7) - 5, условия пустыни (< 0,4) - 7 лет.
Самая высокая урожайность ячменя зафиксирована в 1992 г., составив 44,5 ц с 1 га, меньше 5 ц она отмечена в 2010, 2015 и 2018 резко засушливых годах.
Ячмень из ранних яровых зерновых культур наиболее отзывчив на применение минеральных удобрений, максимальная от них прибавка зерна получена в 1997 г. - 8,8 ц с 1 га при урожайно-
сти 38,6 ц. За годы исследований существенная прибавка зерна на удобренном фоне наблюдалась в 19 годах, в основном в благоприятные по увлажнению годы, в засушливые - её не было или она была незначительной, а в 2005, 2012, 2014 и 2018 гг. наблюдалось даже снижение урожайности. Основной причиной этого является дефицит влаги в почве и осадков в результате повышенной концентрации почвенного раствора, а в годы с благоприятными условиями для нитрификации - избыток нитратного азота, который увеличивает в урожае солому.
Ячмень хорошо использует последействие зелёных удобрений. Так, в 1998 г. его урожайность в 6-польном севообороте с чёрным с навозом паром составила 9,8 ц с 1 га, с сидеральным донниковым - 12,3 ц с 1 га [4].
В 4-польном зернопаровом севообороте (пар чёрный - яровая твёрдая пшеница - яровая мягкая пшеница - ячмень) урожайность по чёрному пару составила 19,0 ц, в сидеральном - 23,1 ц с 1 га.
Кроме того, нами было установлено положительное влияние сидерального пара в его последействии на содержание в зерне ячменя заменимых и незаменимых аминокислот. Так, заменимых кислот (серин, глутамин, глицин и аланин) в зерне на 16:, 14,5, 28,7 и 24,5 %, незаменимых - на 13 - 110 % было больше, чем в севообороте с чёрным паром [5].
Вопреки мнению, что почвоутомление проявляется лишь в регионах с большим количество выпадения осадков и на почвах с низким плодородием, впервые нами установлено это явление и в засушливых условиях на чернозёмах. Оценка почвоутомления на ячмене показала, что бессменный его посев с 1990 г. имеет сильную её степень, при возделывании в 6-польном севообороте - среднюю.
В сравнении с ранними яровыми зерновыми культурами в борьбе с засухой ячмень играет важную роль, а по урожайности в среднем за пять ротаций севооборотов он почти в два раза их превосходит (табл. 1, рис. 1). Такая закономерность наблюдается как во влажные, так и в засушливые годы. Примером может быть резко засушливый 2010 г., когда посевы яровой мягкой и твёрдой пшеницы по чёрному пару полностью погибли, в 2019 г. их урожайность составила соответственно до 8 и 6 ц с 1 га, ячменя - 16 ц с 1 га.
Наиболее благоприятные погодные условия для урожайности ячменя сложились в 1-й и 2-й ротациях севооборота. В этих ротациях за 12 лет только резко засушливыми были 1995 и 1998 гг., в 3-й ротации - 2 года, в 4-й и 5-й ротациях - по 3 года.
Посевы ячменя были подвержены в основном весенне-летней засухе, кроме пяти её видов в 2018 и 2019 гг. добавился новый вид - холодная засуха.
1. Урожайность ячменя в зависимости от предшественника и фона питания по ротации севооборота, ц с 1 га
Предшественник Фон питания Ротации севооборота за 1990 -2019 гг. Средняя за пять ротаций (1990 -2019 гг.) Прибавка + или - ц с 1 га Средняя по двум фонам
1-я (1990 - 1995) 2-я (1996 -2001) 3-я (2002 -2007) 4-я (2008 -2013) 5-я (2014 -2019)
Яровая мягкая пшеница по кукурузе удобрен. 21,8 24,9 14,1 12,7 12,1 17,1 +2,3 16,0
неудобрен. 20,2 19,5 12,4 11,2 10,8 14,8
Яровая мягкая пшеница по просу удобрен. 23,3 26,0 17,4 12,6 11,7 18,2 +2,1 17,1
неудобрен. 20,7 22,1 15,2 11,8 11,2 16,1
Яровая мягкая пшеница по сорго удобрен. 22,0 26,2 18,4 11,9 - 19,3 +2,1 18,2
неудобрен. 20,6 22,6 15,0 10,9 - 17,2
Яровая мягкая пшеница по гороху удобрен. 23,1 26,1 19,6 12,3 11,8 18,6 +2,1 17,6
неудобрен. 20,3 22,8 17,0 11,5 11,0 16,5
Ячмень (бессменный) удобрен. 22,9 19,0 13,7 9,6 10,5 15,1 +1,5 14,3
неудобрен. 22,0 18,6 10,9 7,7 8,9 13,6
Средняя по предшественникам удобрен. 22,6 24,4 16,6 11,8 11,5 17,4 2,0 16,6
неудобрен. 20,8 21,1 14,1 10,6 10,4 15,4
Прибавка + или - 1,8 +3,3 +2,5 +1,2 +1,1 +2,0
Примечание: данные по исследованию сорго приводятся за четыре ротации.
к I
01 г
т к .0 I-
и
0
1 >5
ге X
0
а
>
к к
1
Ч
01 а и
25
23
21
19
17
15
13
11
9
1-я ротация (1990-1995 гг.)
2-я ротация (1996-2001 гг.)
3-я ротация (2002-2007 гг.)
4-я ротация (2008-2013 гг.)
5-я ротация (2014-2019 гг.)
ЕЗ Средняя урожайность ячменя по предшественникам по удобренному фону, ц с 1 га ЕЭ Средняя урожайность ячменя по неудобренному фону, ц с 1 га П Бессменный посев ячменя по удобренному фону Ш Бессменный посев ячменя по неудобренному фону
Рис. 1 - Урожайность ячменя в среднем по предшественникам севооборота и бессменного посева на удобренном и неудобренном фонах питания за 1990 - 2019 гг.
В связи с тем что предшественником для ячменя была яровая мягкая пшеница после сорго на силос, проса и гороха, их влияние на его урожайность было равнозначным. Исключением стал вариант, когда предшественник ячменя - яровая мягкая пшеница высевалась после кукурузы. Урожайность ячменя в этом
варианте в 1-й, 2-й и 3-й ротациях отмечалась меньше по причине высокой урожайности кукурузы и большого выноса питательных веществ и влаги из почвы.
В 4-й и 5-й засушливых ротациях урожайность ячменя по всем предшественникам в их последействии была одинаковой.
7
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
Бессменный посев ячменя, кроме 1-й ротации, заметно снижает урожайность в связи с почвоутомлением.
Самая высокая урожайность ячменя отмечена во 2-й ротации, в ней и была получена наибольшая прибавка зерна от удобрений, кроме бессменного посева. Она составила от 3,3 ц в последействии гороха до 5,4 ц с 1 га после кукурузы. Влияние проса и гороха в последействии на урожайность ячменя оказалось одинаковым - соответственно 17,1 и 17,6 ц с 1 га, после кукурузы - 16,4 ц и самая низкая - в бессменном посеве - 14,3 ц с 1 га.
Выводы. На основании многолетних стационарных исследований было установлено:
- в условиях локального и глобального изменения климата в центральной зоне области (оно сводится за последние 30 лет к потеплению за с.-х. год на 2,1 °С, в зимний период - на 3,3 °С) с резкими среднесуточными перепадами температуры в вегетационный период, сильной ветровой деятельностью и, как следствие, участившейся засухой ячменю отводится ведущее место в ослаблении её последствий;
- несмотря на занимаемое последнее поле в севообороте, где самое низкое плодородие, ячмень по урожайности превосходит все ранние яровые зерновые культуры в 1,5 - 2,0 раза, а с учётом отсутствия урожая в паровом поле и озимые;
- ячмень наиболее отзывчив на применение минеральных удобрений; в благоприятные годы
прибавка зерна достигает 8 - 9 ц с 1 га, в засушливые годы - до 3 - 4 ц с 1 га. Кроме того, он хорошо используется в 6-польном севообороте, последействие сидерального пара даёт прибавку зерна на 2,5 ц с 1 га больше, чем по чёрному удобренному, а содержание в зерне ячменя заменимых и незаменимых кислот увеличивается соответственно от 16 до 28,7 % и от 13 - до 110 %;
- предшественники ячменя - сорго на силос, просо и горох в последействии оказались равноценными, кукуруза на силос уступала в результате её высокой урожайности в отдельные годы и большим выносом питательных веществ и влаги из почвы;
- впервые установлено, что основной причиной снижения урожайности ячменя при бессменном посеве является почвоутомление.
Литература
1. Максютов Н.А., Жданов В.М., Абдрашитов Р.Р. Повышение плодородия почвы, урожайности и качества продукции сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах степной зоны Южного Урала. Оренбург, 2012. 332 с.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. Колос, 1979. 416 с.
3. Засуха и урожай / Н.А. Максютов, А.А. Зоров, В.Ю. Скороходов [и др.] // Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства в условиях часто повторяющихся засух. Оренбург, 2017. С. 26 - 33.
4. Максютов Н.А., Жданов В.М., Лактионов О.В. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие Южного Урала. 2-е изд., доп. Оренбург, 2008. 230 с.
5. Максютов Н.А. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала. Оренбург, 2009. 204 с.
Митрофанов Дмитрий Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Максютов Николай Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник
Зоров Александр Алексеевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Кафтан Юрий Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Скороходов Виталий Юрьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Зенкова Наталья Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
Россия, 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; na-talya.zenkova1977mail@ mail.ru
Barley productivity and its role in drought control in the steppe zone of South Urals
Mitrofanov Dmitry Vladimirovich, Candidate of Agricultum, Leading Researcher Maksyutov Nikolay Alekseevich, Doctor of Agricultum, Professor, Chief Researcher Zorov Alexander Alekseevich, Candidate of Agricultum, Leading Researcher Kaftan Yuri Vasilievich, Candidate of Agricultum, Leading Researcher Skorokhodov Vitaliy Yuryevich, Candidate of Agricultum, Leading Researcher Zenkova Natalya Anatolyevna, Candidate of Agricultum, Senior Researcher
Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences
27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
агрономия
The article presents the results of long-term stationary studies on the main grain-fodder crop of barley, which is the most productive of the early cereals and plays an important role in the fight against drought. The research period (1990 - 2019) covers the whole variety of weather conditions, of which five are well known and studied droughts, and in recent years a new species is cold, which has not been observed in the arid Orenburg region. Under the conditions of these droughts, of all early spring grain crops, barley was the most productive and resistant to it. The great advantage of this culture is its most responsiveness to the use of mineral fertilizers both in the action of its predecessors and in their study. Despite the fact that barley ranks last in the 6-field rotation, its response to fertilization in fallow fields, especially green manure fallow, was significant. In addition, green fertilizer, in comparison with black fertilized steam, increases the content of nonessential and essential amino acids in the grain. For the first time, in arid conditions on southern chernozems, the main reason for the decline in barley yield during its permanent cultivation as a result of soil fatigue, which manifested itself to a strong degree, was established. The best predecessors of barley in the aftereffect are sorghum for silage, millet and peas. Due to the high yield and the removal of nutrients and moisture from the soil, corn for silage reduced the yield of barley.
Key words: barley, productivity, predecessor, fertilized background, crop rotation, weather conditions, drought, soil fatigue.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-57-61
-♦-
УДК 633.358:631.527
Урожайность новых сортов гороха ФГБНУ ФРАНЦ в экологическом сортоиспытании*
Н.А. Коробова, канд. с.-х. наук; А.П. Коробов, канд. биол. наук;
О.А. Целуйко, канд. с.-х. наук
ФГБНУ ФРАНЦ
За последние 7 лет в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, внесено 7 новых сортов гороха селекции Федерального Ростовского аграрного научного центра: в 2013 г. - Альянс, в 2014 - Атаман и Кадет, в 2016 - Донской кормовой, в 2019 - Премьер и Сотник. На 2020 г. допущен к использованию по трём регионам Российской Федерации ценный по качеству сорт Амулет. При проведении экологического испытания установлена высокая зависимость формируемого урожая от складывающегося гидротермического режима в период вегетации. В наиболее благоприятном 2017 г. средняя урожайность по всем сортам была максимально высокой - 35,0 ц/га, а в самом неблагоприятном 2018 г. - в 2,5 раза ниже - 14,0 ц/га. По результатам многолетних исследований районированных сортов гороха в опыте при средней урожайности стандарта 22,1 ц/га выделились сорта селекции ФГБНУ ФРАНЦ Альянс, Атаман, Кадет, Премьер, Сотник и Амулет, превышающие Аксайский усатый 5 ф) на 5,7 - 6,8 ц/га. Лучшими сортами ФНЦ зернобобовых и крупяных культур отмечены Орлус, Фараон и Спартак (прибавка 2,7 - 3,7 ц/га), а Самарского ФИЦ РАН - Указ и Ульяновец (соответственно 4,2 и 2,8 ц/га). Из сортов иностранной селекции подтвердили свою пластичность сорта Германии КВС Ла Манш и Мадонна; Австрии - Стабил и Готик; Дании -Рокет; Чехии - Вельвет и Украины - Глянс.
Ключевые слова: горох, сорт, экологическое сортоиспытание, урожайность, пластичность.
В настоящее время в Российской Федерации в структуре посевных площадей зерновые бобовые культуры занимают 3,5 %, из них только 1,8 % (1435 тыс. га) составляют площади посева под горохом [1], что крайне недостаточно для рационального развития сельского хозяйства страны [2]. В структуре валового сбора зерна зернобобовых культур горох по-прежнему занимает лидирующее положение вследствие более высокой урожайности - 77 % [2].
Основой производства любой сельскохозяйственной продукции является сорт, и в современных условиях его роль значительно возрастает. Новый сорт - это важнейшее, наиболее доступное средство использования почвенно-
климатических, погодных, техногенных, трудовых, финансовых и других ресурсов [3].
За период с 1962 по 2020 год районировано двадцать шесть сортов гороха донской селекции. Широко известны и до сих пор возделываются в сельскохозяйственном производстве районированные в 1996 - 2003 гг. сорта Аксайский усатый 5, Аксайский усатый 7, Аксайский усатый 55 и Усатый кормовой.
За последние семь лет в Государственный реестр селекционных достижений внесено семь новых сортов: в 2013 г. - Альянс, в 2014 г. -Атаман и Кадет, в 2016 г. - Донской кормовой, в 2019 г. - Премьер и Сотник [4]. На 2020 г. допущен к использованию по трём регионам
* Статья подготовлена в рамках выполнения темы № 0710 - 2019-0028 плана НИР ФГБНУ ФРАНЦ на 2019 - 2021 гг.
