CC BY
0
УДК 631.559:633.16(571.53) DOI: 10.24412/1029-2551-2022-2-008
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ПЛОДОСМЕННОМ СЕВООБОРОТЕ В УСЛОВИЯХ ПРИБАЙКАЛЬЯ
Е.Н. Дьяченко, к.с.-х.н., О.Г. Дятлова
Иркутский НИИ сельского хозяйства, e-mail: agrohim_170@mail.ru
Приведены результаты исследований по влиянию минеральных удобрений и последействия извести на элементы структуры урожая и продуктивность ячменя сорта Биом в условиях Прибайкалья в 2020-2021 гг. в плодосменном севообороте: кукуруза, ячмень + клевер, клевер, пшеница. Почва опытного участка - серая лесная тяжелосуглинистая. Предшественник - кукуруза. В среднем за два года урожайность зерна ячменя, в зависимости от варианта опыта, на фоне без извести составила 1,87-2,39 т/га, на произвесткованном фоне - 2,15-2,75 т/га. Прибавки урожая от минеральных удобрений без внесения извести увеличились на 7-28%, на произвесткованном фоне — на 12-28% и были наибольшими при применении комплексного минерального удобрения (N30P30K30). Последействие извести 1-го года увеличило урожайность зерна ячменя на 1219%. Величина урожая в большей степени зависела от длины колоса. В среднем за два года установлена сильная корреляционная зависимость между этими показателями, коэффициент корреляции составил 0,925. Длина колоса увеличилась при применении азотно-калийного и комплексного удобрений на фоне без извести на 17% и на 15% при внесении азотно-фосфорного и комплексного удобрений на произвесткованном фоне. На фоне без извести число колосков в колосе было больше контрольного варианта на 16 и 18% при применении фосфорно-калийного и полного удобрений, на произвесткованном фоне увеличение составило 11% в вариантах N30P30 и N30P30K30. Наибольшее увеличение числа зерен в колосе (19%) и массы 1000 зерен (20%) отмечено в варианте N30P30K30 на естественном фоне.
Ключевые слова: ячмень яровой, плодосменный севооборот, урожайность, известкование, минеральные удобрения, Иркутская область.
SPRING BARLEY PRODUCTIVITY IN ALTERNATING CROP ROTATION UNDER CONDITIONS OF THE PRE-BAIKAL REGION
Ph.D. Е-N. Dijachenko, O.G. Dyatlova
Irkutsk Scientific Research Institute of Agriculture, e-mail: agrohim_170@mail.ru
The results of studies on the impact of mineral fertilizers and lime aftereffect on yield structure components and the productivity of the barley cultivar Biom in the conditions of Pre-Baikal region in 2020-2021 in the alternating crop rotation: corn, barley + clover, clover, wheat have been given. The soil of the experimental plot is gray forest heavy loamy. The preceding crop is corn. On the average for two years, the yielding capacity of barley, depending on a trial option, on the lime-free background was 1.87-2.39 t/hа, on the limed one - 2.15-2.75 t/hа. Yield increments from mineral fertilizers application increased on the background without applying lime by 7-28%, on the limed background - by 12-28% and were the largest at using the integrated mineral fertilizer (N30P30K30). First year lime aftereffect raised the barley grain yield by 12-19%. The amount of yield, at the greatest extent, depended on spike length. On the average for two years, strong correlative dependence between these indicators has been found, the correlation coefficient was 0.925. Ear length grew by 17% when applying nitric-potassium and integrated fertilizers on the lime-free background and by 15% at using nitrogen-phosphorus and integrated fertilizers on the limed background. On the background without lime, the number of spikelets in a spike was larger than in the control variant by 16 and 18% in the case of applying phosphorus-potassium and full fertilizers, on the limed background the increase was 11% in the options N30P30 and N30P30K30. The greatest growth of grain number in a spike (19%) and 1000 seeds weight (20%) was observed in the variant N30P30K30 on the natural background.
Keywords: spring barley, alternating crop rotation, yielding capacity, liming, mineral fertilizers, the Irkutsk region.
Ячмень яровой (Hordeum vulgare L.) занимает наиболее ценная продовольственная и кормовая одно из ведущих мест среди зерновых культур как культура [1-3]. В Иркутской области ячмень яровой
высевают на площади около 90 тысяч га [4]. Эта культура по сравнению с другими зерновыми менее требовательна к агроклиматическим условиям, однако гидротермические условия, складывающиеся в весенне-летний период вегетации, оказывают большое влияние на ее продуктивность [5-7].
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе ячменя, предусматривает оптимизацию условий минерального питания на основе применения удобрений [2]. Серые лесные тяжелосуглинистые почвы, преобладающие в регионе, характеризуются низким естественным плодородием и имеют кислую реакцию среды. Хорошо известно, что известкование почв повышает уровень плодородия [8-12]. Зерновая продуктивность растений складывается из таких взаимосвязанных показателей, как число продуктивных побегов, число зерен в колосе, масса зерен и число зерен в колосе, масса 1000 зерен [13]. Результаты исследований в 2013-2018 гг. показали хорошую отзывчивость ячменя на внесение минеральных удобрений и последействие извести [14].
Цель исследования - установить влияние минеральных удобрений и последействия извести на элементы структуры урожая и продуктивность ячменя в плодосменном севообороте.
Объекты и методы. Исследования проведены в 2020-2021 гг. на опытном поле ФГБНУ «Иркутский НИИСХ» в четырехпольном плодосменном севообороте: кукуруза, ячмень + клевер, клевер, пшеница. Объект исследования - сорт ярового ячменя Биом. Исходная характеристика почвы: серая лесная тяжелосуглинистая, с содержанием гумуса в пахотном слое (0-20 см) 3,7-4,0%; общего азота 0,25%; pHKci 3,9-4,4; Нг 9,1-10,6 мг-экв/100 г почвы; степень насыщенности основаниями 68,4-72,1%, содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) 100120 и обменного калия 80-100 мг/кг почвы.
Исследования проведены в двухфакторном опыте: фактор А - известкование - без извести, известь по 0,5 г.к. (5,7 т/га); фактор В - минеральные удобрения - без удобрения, NP, PK, NK, NPK. Минеральные удобрения вносили под посев ячменя в дозе N30P30K30.
В качестве мелиоранта использовали известняковую муку с содержанием СаСО3 85%, которую
вносили из расчета 0.5 Нг (5.7 т/га) под кукурузу (гибрид Катерина СВ) 1 раз в 4 года.
Ячмень с подсевом клевера высевали по хорошему предшественнику - кукурузе, после ранневесеннего боронования, с последующим прикатыва-нием в 2020 г. - 13 мая, в 2021 г. - 22 мая, с нормой высева: ячмень 6,5 млн.; клевер 4 млн. всхожих зерен на 1 га. Посев проводили сеялкой СНП-1,6. Уход за посевами включал по необходимости обработку инсектицидами. Учет урожая ячменя выполнен поделяночно прямым комбайнированием комбайном Сампо-500. Площадь посевной делянки 122,0 м2, учетной - 96,25 м2. Повторность четырехкратная, расположение делянок однорядное, последовательное.
Стационарный полевой опыт сопровождался сопутствующими фенологическими наблюдениями, учетами урожайности. Структуру урожая выполняли по методике П.А. Майсуряна [15]. Статистическая обработка результатов выполнена с помощью пакета прикладных программ Snedekor [16].
Результаты. На основании двадцатилетних исследований в первый год шестой ротации плодосменного севооборота на произвесткованном фоне кислотность пахотного слоя серой лесной почвы снизилась, и почва из разряда сильнокислой перешла в разряд слабокислых и близко к нейтральной (pHKci 5,7-6,3; Нг 1,8-3,0 мг-экв/100 г почвы, V 92-95%).
Посевы ячменя на протяжении всего вегетационного периода хорошо были обеспечены доступными элементами питания. В среднем за 2 года в период всходов содержание нитратного азота в слое почвы 0-20 см в зависимости от варианта опыта было на уровне среднего и выше среднего (11,918,7 мг/кг почвы). К фазе кущение - выход в трубку его количество увеличилось до 20,9-34,5 мг/кг почвы, затем по мере роста растений - снижалось и в сентябре достигло минимума (4,8-6,4 мг/кг почвы). Внесение азотных удобрений повышало содержание N-N03 в почве по сравнению с контролем и РК (табл. 1).
В среднем за 2 года содержание Р2О5 в почве на протяжении вегетации было примерно на одном уровне (от среднего до выше среднего), немного снижаясь к уборке культуры, и не зависело от варианта (табл. 2).
1. Содержание N-NG3 в слое почвы 0-20 см под посевами ячмень + клевер _____________________(среднее за 2020-2021 гг.)______________
Вариант Фон - без извести Фон - последействие извести
всходы кущение молочная полная всходы кущение молочная полная
спелость спелость спелость спелость
Контроль 13,5 20,9 12,2 5,7 11,9 22,8 10,8 5,7
N30P 30 14,9 26,3 12,9 5,9 16,8 26,5 10,7 5,6
£3 0 0 12,7 24,4 9,5 4,8 12,2 26,6 8,4 6,4
N30K30 15,6 34,5 12,8 6,0 13,4 27,1 9,3 5,9
N30P 30K30 18,7 29,1 13,6 5,3 18,6 26,5 12,4 5,8
2. Содержание Р2О5 в слое почвы 0-20 см под посевами ячмень + клевер ____________________(среднее за 2020-2021 гг.)______________
Вариант Фон - без извести Фон - последействие извести
всходы кущение молочная полная всходы кущение молочная полная
спелость спелость спелость спелость
Контроль 116 115 113 112 128 134 140 124
N30P 30 129 121 123 114 142 147 143 122
О О 130 130 134 130 133 117 123 119
N30K30 137 127 135 125 122 116 121 114
N30P 30K30 137 145 145 121 137 128 118 120
3. Содержание К2О в слое почвы 0-20 см под посевами ячмень + клевер ___________________(среднее за 2020-2021 гг.)______________
Вариант Фон - без извести Фон - последействие извести
всходы кущение молочная полная всходы кущение молочная полная
спелость спелость спелость спелость
Контроль 79 81 77 75 77 72 76 79
N30P 30 75 78 76 77 76 74 78 82
О О 83 92 81 89 80 80 78 93
N30K30 90 100 77 89 83 88 84 82
N30P 30K30 81 87 74 89 86 92 91 90
Содержание подвижного калия на протяжении вегетации было низким и средним. Внесение калийных удобрений повышало количество К2О в почве (табл. 3).
В среднем за 2 года на посевах ячменя внесение минеральных удобрений позволило получить достоверные прибавки урожайности на фоне без извести 0,35-0,52 т/га (19-28%), на произвесткованном фоне - 0,43-0,60 т/га (20-28%). Наибольший урожай зерна от внесения минеральных удобрений по обоим фонам отмечался в варианте NPK, наименьший - в варианте NP на естественном фоне. При сравнении парных комбинаций элементов питания эффективность азотно-калийных удобрений была выше фосфорно-калийных. Полученные прибавки урожая зерна ячменя от последействия 1 -го года извести составили 0,22-0,36 т/га, или 12-19% (табл. 4).
На произвесткованном фоне на удобренных вариантах отмечается повышение продуктивной кустистости. К достоверному увеличению этого показателя привело внесение N30P30K30 на обоих фонах (табл. 5).
Длина растений достигала 41,0-51,6 см и не зависела от фона и удобренности, хотя прослеживается тенденция увеличения длины на произвесткованном фоне. Длина колоса составляла 4,2-5,4 см, достоверное увеличение на 0,7 см отмечается в вариантах N30K30 и N30P30K30 на фоне без извести и в вариантах N30P30 и N30P30K30 на произвесткованном фоне.
Среднее число колосков в колосе по вариантам составило 11,9-15,4 шт. Достоверно большее их количество наблюдалось от последействия извести, увеличение составило 1,3-2,3 шт. колосков в колосе. Внесение P30K30 и N30P30K30 способствовало увеличению этого показателя на 1,9-2,2 шт. на естественном фоне, в вариантах N30P30 и N30P30K30 на
I, 5 шт. на произвесткованном фоне.
Озерненность колоса по вариантам составила от
II, 8-15,2 шт. Достоверно большее количество зерен в колосе сформировалось в варианте N30P30K30 на естественном фоне и в варианте N30P30 на произвесткованном фоне. Последействие извести повысило число зерен в колосе на 1,8-2,5 шт.
4. Урожайность ячменя в зависимости от внесения удобрений и последействия извести __________________________(среднее за 2020-2021 гг.), т/га_____________________
Вариант Урожайность, т/га Прибавка урожая, т/га
фон - без извести фон -известь среднее от последействия удобрений от последействия извести
фон - без извести фон - известь
Контроль 1,87 2,15 2,01 - - 0,28
N30P 30 2,11 2,41 2,26 0,24 0,26 0,30
£3 о О 2,22 2,44 2,33 0,35 0,29 0,22
N30K30 2,28 2,58 2,43 0,41 0,43 0,30
N30P 30K30 2,39 2,75 2,57 0,52 0,60 0,36
Среднее 2,17 2,47 2,32 - - -
НСР 05 общая ~ 0,45; НСр 05 извести ~ 0,20; НСР 05 удобрений ~ 0,32
5. Элементы структуры урожая ячменя в зависимости от внесения удобрений
и последействия извести (среднее за 2020-2021 гг.)
Вариант Продуктивная кустистость, шт. Длина растения, см Длина колоса, см Среднее число колосков в колосе, шт. Среднее число зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г
Фон - без извести
Контроль 1,3 41,0 4,2 11,9 11,8 40,2
N30P 30 1,4 45,5 4,6 13,1 12,8 44,5
о О 1,3 47,1 4,8 13,8 13,5 40,1
N30K30 1,3 45,6 4,9 13,3 13,0 47,3
N30P 30K30 1,5 48,4 4,9 14,1 14,0 48,3
Фон - последействие извести
Контроль 1,3 44,8 4,7 13,9 13,8 44,6
N30P 30 1,6 49,9 5,4 15,4 15,3 52,7
о О 1,6 51,5 5,0 14,5 14,4 48,5
N30K30 1,5 49,4 5,2 14,8 14,8 49,4
N30P 30K30 1,7 51,6 5,4 15,4 15,2 49,6
НСР 05 общая 0,3 13,3 0,7 1,8 1,7 11,3
НСР 05 извести 0,1 5,9 0,4 0,8 0,8 5,1
НСР 05 удобрений 0,2 9,4 0,6 1,3 1,3 8,0
6. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений
при возделывании ячменя, в среднем за 2020-2021 гг.
Вариант Урожайность с 1 га, т/га Стоимость продукции, руб. Производственные затраты на 1 га, руб. Себестоимость 1 ц зерна, руб. Чистый доход с 1 га, руб. Окупаемость 1 руб. затратами, руб. Уровень рентабельности, %
Контроль 1,87 2,15 14960 17200 8245 8345 446 395 6626 8718 1°|Г о Гос 80 103
1ST т> 2,11 21100 15269 730 5689 14 37
N30p30 2,41 24100 15401 646 8531 1,5 55
Р V 2,22 22200 16095 732 5956 1 S 37
н о н о 2,44 24400 16174 670 8040 49
2,28 22800 13153 585 9468 17 71
^30К30 2,58 25800 13248 523 12311 1,9 91
2,39 23900 18137 771 5467 13 30
1N30r 30К30 2,75 27500 18237 674 8977 1,5 48
Масса 1000 зерен составила 40,2-52,7 г и была наибольшей в варианте N30P3o на фоне последействия извести. Увеличение к контролю составило 8,1 г, на столько же увеличилась масса 1000 зерен на фоне без извести в варианте N30P30K30. Достоверных различий по остальным вариантам не установлено.
Корреляционный анализ урожайности зерна ячменя и элементов структуры урожая показал сильную зависимость между урожайностью и длиной колоса (г = 0,925), длиной растения (г = 0,915), средним числом колосков в колосе (г = 0,899), средним числом зерен в колосе (г = 0,891) и продуктивной кустистостью (г = 0,821). Между урожайностью ячменя и массой 1000 зерен установлена средняя корреляционная зависимость (г = 0,365).
Экономическая эффективность применения минеральных удобрений на посевах ячменя в среднем за 2020-2021 гг. показала, что из удобренных вариантов наилучшие показатели получены при применении азотно-калийных удобрений на фоне последействия извести: наименьшая себестоимость 1 ц зерна составила 523 руб., наивысший чистый доход
(12 311 руб.) и уровень рентабельности (91%) при окупаемости 1,9 руб. на 1 руб. затрат (табл. 6).
Высокая стоимость двойного суперфосфата приводит к увеличению производственных затрат в вариантах с применением фосфорных удобрений в двойном и тройном сочетаниях с азотными и калийными, и как следствие - к снижению чистого дохода, рентабельности и окупаемости 1 руб. затрат.
Таким образом, увеличение продуктивности ячменя за счет применение минеральных удобрений составило 19-28%, от последействия извести 1 года -12-19%. Наибольшая продуктивность получена от внесения комплексного минерального удобрения (NPK) на произвесткованном фоне. Урожайность ячменя зависела от длины колоса и высоты растения, от числа колосков и зерен, от продуктивной кустистости. Последействие извести достоверно увеличивало продуктивную кустистость на 0,2-0,3 шт., длину колоса на 0,50,8 см, число колосков в колосе на 1,3-2,3 шт., число зерен в колосе на 1,8-2,5 шт. Внесение N30P30K30 на фоне без извести способствовало
____
наибольшему увеличению числу колосков в колосе (2,2 шт.), числу зерен в колосе (2,2 шт.) и увеличению массы 1000 зерен на 8,1 г Наибольшая
экономическая эффективность при возделывании ячменя получена в варианте NK на фоне последействия извести.
Работа выполнена в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования (про ект № 0806-2020-0011).
Литература
1. Асеева Т.А., Трифунтова И.Б., Зенкина К.В., Семенова Л.Г., Черпак В.Ф. Источники хозяйственно ценных признаков для создания сортов ячменя высокоадаптированных к условиям Дальневосточного региона // Достижения науки и техники АПК, 2020, № 6 (34). - С. 48-53.
2. Калинов А.Г., Милютина Е.М. Применение минеральных удобрений и биопрепаратов при возделывании ярового ячменя и овса на радиоактивно загрязненной почве // Агрохимический вестник, 2020, № 3. - С. 77-82.
3. Сумина А.В., Полонский В.И. Содержание ценных веществ в зерне ячменя, выращенного в контрастных климатических условиях // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2020, № 1 (50). - С. 23-31.
4. Юдин А.А., Султанов Ф.С., Константинова Т.В., Мищук Г.А., Габдрахимов О.Б. Селекция ярового ячменя в условиях Иркутской области // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2021, № 3 (56). - С. 47-52.
5. D’yachenko E.N., Shevelev A.T. Meteorological conditions, mineral fertilizers and lime aftereffect influence on the barley grain yield and quality in the Irkutsk region // IOP Conf. Ser.: Earth Environment, 2020, Sci. 548 052013.
6. Мурзаев В.Н., Виноградова С.Б., Муравьева О.А. Влияние агрометеорологических условий и удобрений на урожай ярового ячменя в сухостепной зоне Калмыкии // Агрохимический вестник, 2019, № 4. - С. 39-43.
7. Пасынков А.В., Пасынкова Е.Н. Урожайность зерна ячменя и ее зависимость от минерального питания и гидротермических условий в период вегетации // Агрохимический вестник, 2019, № 2. - С. 33-38.
8. Дьяченко Е.Н., Шевелев А.Т. Изменение агрохимических свойств серой лесной почвы при систематическом применении минеральных, известковых удобрений и сидерации // Агрохимический вестник, 2019, № 4. - С. 35-38.
9. Кузьмич М.А., Капранов В.Н., Кузьмич Л.С., Орлова Т.Г. Влияние удобрений и реакции почвенной среды на урожай и качество зерна ярового ячменя селекции Московского НИИСХ «Немчиновка» // Плодородие, 2017, № 3. - С. 1-3.
10. Минеев В.Г., Сычев В.Г., Гамзиков Г.П. и др. Агрохимия. - М.: ВНИИА им. Прянишникова, 2017. - С. 509-515.
11. Сиротина Е.А., Сорокин И.Б. Влияние разных доз извести на агрохимические показатели серой оподзоленной почвы и урожайность сельскохозяйственных культур // Агрохимический вестник, 2019, № 4. - С. 19-23.
12. Сискевич Р.Ю., Корчагин Е.В., Косикова Н.А. Химическая мелиорация земель сельскохозяйственного назначения // Земледелие, 2021, № 2. - С. 14-17.
13. Гребенникова И.Г., Чешкова А.Ф., Степочкин П.И., Алейников А.Ф., Чанышев Д.И. Методика оценки экологической пластичности сортов злаковых культур // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2020, № 2 (50). - С. 100-108.
1 4. Дьяченко Е.Н., Шевелев А.Т. Влияние длительного применения средств химизации на урожайность культур и продуктивность плодосменного севооборота // Новые сорта и инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур - основа повышения эффективности сельскохозяйственного производства: материалы международной научно-практической конференции (п. Молодежный, п. Пивовариха, 18-19 июля 2019 г.). - п. Молодежный: Иркутский НИИСХ, 2019. - С. 124-131.
15. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. - М.: Колос, 1970. - 446 с.
16. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. - Краснообск: Изд-во ГУП РПО СО РАСХН, 2004. - 162 с.
ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ АВТОРОВ
Уважаемые авторы! Обращаем Ваше внимание, что на сайте https://agrochemv.ru/ru/rules обновлена информация об оформлении рукописей статей, направляемых для рассмотрения в редакцию нашего журнала. Дополнительно размещен образец сопроводительного письма, которое должно быть приложено к каждой рукописи.
Особое внимание обращаем на Вашу заинтересованность в правильном указании кодов УДК с включением в их состав региона (страна, область) проведения исследования, т.к. это помогает найти Ваши публикации для цитирования. Аналогично необходимо подходить к выбору ключевых слов. Также важно максимально правильно указывать английское написание фамилий и инициалов ВСЕХ соавторов и мест их работы, что также потенциально увеличит Ваше цитирование.
