CC BY
16
Научная статья
УДК 633ЛП«321».631.582:551.5
doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-25-29
Продуктивность яровой пшеницы в полевых севооборотах региона с неустойчивым увлажнением
Виталий Юрьевич Скороходов
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН
Аннотация. В статье представлены результаты многолетнего эксперимента по выявлению продуктивности яровой пшеницы в севооборотах с влиянием разных видов пара и фонов питания в регионе неустойчивого увлажнения. Целью данного исследования являлось определение влияния чёрного и занятого паров в последействии на формирование агроценоза и продуктивности яровой пшеницы на разных фонах почвенного питания. Полевые эксперименты проводились в условиях богары с 2015 по 2020 г Установлено потребление продуктивной влаги метрового слоя за вегетацию яровой пшеницей и парозанимающей культурой суданской травы. Наибольшее её количество используется занятыми суданской травой парами (98,9 мм). Яровые пшеницы (твёрдая и мягкая) используют больше почвенной влаги в последействии чёрных паров (111,0 мм и 96,3 мм соответственно). При замене чёрных паров занятыми отмечается нарастание многолетних сорняков в посевах второй и последующих культур севооборота. Применение разных видов пара с соответствующей им агротехникой позволяет снизить засорённость посевов.
Ключевые слова: яровая пшеница, севооборот, почвенная влага, чёрный пар, удобрение, продуктивность.
Для цитирования: Скороходов В.Ю. Продуктивность яровой пшеницы в полевых севооборотах региона с неустойчивым увлажнением // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 25 - 29. doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-25-29.
Original article
Productivity of spring wheat in field crop rotations of the region with unstable moisture
Vitaliy Yu. Skorokhodov
Federal Research Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences
Abstract. The article presents the data of a long-term experiment to identify the productivity of spring wheat in crop rotations with the influence of different types of steam and food backgrounds in the region of unstable moisture. The aim of this study was to determine the influence of black and occupied vapors in the aftereffect on the formation of agrocenosis and productivity of spring wheat on different backgrounds of soil nutrition. Field experiments were conducted in Bogara conditions from 2015 to 2020. The study established the consumption of productive moisture of the meter layer during the growing season of spring wheat and steam-growing culture of Sudan grass. The largest amount of it is used by pairs engaged in Sudan grass (98.9 mm). Spring wheat (hard and soft) uses more soil moisture in the aftereffect of black vapors (111.0 mm and 96.3 mm, respectively). When replacing black vapors with occupied ones, there is an increase in perennial weeds in the crops of the second and subsequent crops of the crop rotation. The use of different types of steam with the appropriate agricultural techniques allows you to reduce the contamination of crops.
Keywords: spring wheat, crop rotation, soil moisture, black steam, fertilizer, productivity.
For citation: Skorokhodov V.Yu. Productivity of spring wheat in field crop rotations of the region with unstable moisture. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 89(3): 25 - 29. (In Russ.). doi: 10.37670 /2073-0853-2021-89-3-25-29.
Формирование урожайности полевых культур сопровождается влиянием различных биотических и абиотических стрессов. Для увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур и получения зерна высокого качества в степной зоне Южного Урала необходимо совершенствовать структуру пахотных земель при учёте зональных климатических и почвенных особенностей, видов севооборотов (с подбором продуктивных предшественников), ресурсосберегающих систем обработки почвы [1].
В посевах без пара (особенно монокультур) отмечается снижение урожайности и качества зерна из-за снижения почвенного плодородия,
засорённости и усиления инфекционного фона, в первую очередь на полях без применения удобрений [2 - 5].
Возделывание на одном участке длительное время одинаковых, схожих по биологии групп растений приводит к нарастанию засорённости посевов и почвы сорняками, приспособленными к совместному произрастанию с культурными растениями [6].
Чередование культур в севообороте с пространственным размещением является средством улучшения фитосанитарного состояния посевов, снижает повреждение вредителями и поражение болезнями [7 - 9].
* Исследование выполнено в соответствии с планом НИР на 2020 - 2021 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-2019-0003).
Использование занятых паров является многофакторным агротехническим приёмом, обеспечивающим всестороннее влияние на агроэкосистему, повышающим продукционную и средообразующую роль севооборотов [10, 11].
Цель исследования: определить влияние чёрного и занятого паров в последействии на формирование агроценоза и продуктивности яровой пшеницы на двух фонах питания.
Материал и методы. Полевые эксперименты проводились в условиях богары с 2015 по 2020 г. на долголетнем стационаре по севооборотам и монопосевам агрокультур ФГБНУ «ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН» (координаты участка - 51.775125° с.ш., 55.306547° в.д. показаны на рисунке 1) по схеме последовательности сельскохозяйственных культур в севооборотах:
1. Пар чёрный (кулисный), яровые пшеницы твёрдая (сорт Оренбургская 21, норма высева 4 млн всх. семян на 1 га) и мягкая (Саратовская 42, норма высева 4,5 млн), просо (сорт Оренбургское 20, Нв = 3 млн), яровая мягкая пшеница, яровой ячмень (сорт Натали, Нв = 3,5 млн).
2. Почвозащитный пар (занятый посевом суданской травы сорта Бродская 2 с нормой высева 1 млн), яровые пшеницы твёрдая и мягкая, просо, мягкая пшеница, яровой ячмень.
Полевое исследование проводилось на двух фонах почвенного питания: на 1/3 делянки вносились минеральные удобрения в дозе ^0Р80^0 под непаровые предшественники, остальная часть делянки оставалась неудобренной). Длина делянки удобренного фона составляла 30 м, неудобренного 60 м. С учётом ширины делянки, занятой парами, яровой твёрдой и яровой мягкой пшеницей (после пара вторая культура) - 14,4 м, общая площадь составляла на удобренном фоне 432 м2, на неудобренном - 864 м2. Под просом, яровой мягкой пшеницей (четвёртая культура после пара), ячменём общая площадь делянки с учётом её ширины 3,6 м составляла на удобренном фоне 108 м2, на неудобренном - 216 м2.
Почва опытного участка - чернозём южный карбонатный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 3,2 - 4,0 %, общего азота -0,20 - 0,30 %, фосфора - в пределах 1,5 - 2,5 мг, обменного калия - 30 - 38 мг на 100 г почвы. Реакция почвенного калия нейтральная и слабощелочная (рН = 7,0 - 8,1).
Результаты исследования. Одним из факторов, лимитирующих урожайность полевых культур и в целом продуктивность гектара пашни, является продуктивная почвенная влага. В нашем эксперименте влажность почвы определяли на каждой делянке в начале и конце вегетационного периода за 6 лет ротации севооборотов.
Урожайность двух яровых (твёрдой и мягкой) пшеницы и парозанимающей суданской травы на двух фонах питания, количество использованной ими продуктивной почвенной влаги в среднем за период 2015 - 2020 гг. представлены в таблице 1.
Весной перед посевом парозанимающей культуры на делянке с занятым паром в метровом слое накапливалось наибольшее количество продуктивной почвенной влаги, в среднем за 6 лет исследований - 143,5 мм. Пахотный слой почвозащитного пара также был влажнее, чем в чёрном кулисном.
По причине отсутствия растительности в чёрных парах и применения в течение вегетации сплошных культиваций на испарение непродуктивно расходуются все выпавшие осадки и часть (25,3 мм) влагозапаса метрового слоя. В среднем за 6 лет исследований в почвозащитном пару было израсходовано 98,9 мм продуктивной почвенной влаги от весенних влагозапасов метрового слоя. Данное количество израсходованной влаги в занятом пару с учётом выпавших за вегетацию осадков позволило сформировать в среднем за 6 лет исследований 12,78 т зелёной массы суданской травы на обычном фоне и 13,99 т - на фоне с применением минеральных удобрений. Основные потери продуктивной влаги на физическое испарение в занятом пару отмечались
Рис. 1 - Расположение опытного участка
в первой половине вегетационного периода в результате обработки почвы по типу чёрного пара сплошной культивацией под посев суданской травы в 3-й декаде июня. В почвозащитном пару во второй половине лета почвенная влага и выпавшие осадки производительно расходовались на формирование листостебельной массы суданской травы.
Наибольшее количество продуктивной почвенной влаги весной в среднем за 6 лет исследований накапливалось до посева твёрдой пшеницы по чёрному пару (136,3 мм). В почвозащитном пару накапливалось и сохранялось 109,2 мм почвенной влаги, что позволило в среднем за 6 лет эксперимента получить урожайность твёрдой пшеницы на фоне без удобрений 0,69 т с 1 га. Первая культура - яровая твёрдая пшеница расходовала наибольшее количество продуктивной почвенной влаги метрового слоя после чёрных паров (111,0 мм), что совместно с выпавшими осадками вегетационного периода позволило в среднем за годы исследований получить её урожайность на обычном фоне 0,78 т с 1 га. Прибавка урожайности твёрдой пшеницы от использования минеральных удобрений составляла 0,12 т с 1 га. Чёрные пары являются лучшим предшественником твёрдой пшеницы на двух фонах питания. В последействии почвозащит-
ного пара эффект от применения удобрения под твёрдую пшеницу был выражен прибавкой её урожайности 0,07 т с 1 га.
На варианте яровой мягкой пшеницы (вторая после пара культура) в последействии чёрного пара отмечалось отсутствие эффекта от применения удобрений, и её урожайность превышала на обычном фоне неудобренный на 0,02 т с 1 га.
Наибольшая продуктивность трёхпольного звена севооборота была сформирована яровыми твёрдой и мягкой пшеницами с почвозащитным паром. Парозанимающая культура суданской травы увеличила выход кормовых единиц в звене севооборота за счёт мощной быстрорастущей листостебельной массы. Сбор кормовых единиц со звена севооборота с применением минеральных удобрений составлял в среднем за 6 лет эксперимента 1,6 т, на неудобренном - 1,50 т с 1 га (табл. 2).
Зелёной массы суданской травы получено на удобренном фоне 2,8 т, на неудобренном - 2,56 т корм. ед. с 1 га.
В севообороте наряду с культурными растениями вегетируют сорные, засоряющие посевы, и в зависимости от вида пара применяются различные агротехнические приёмы, приводящие к увеличению или снижению сегетальной растительности как многолетней, так и однолетней.
1. Урожайность яровой (твёрдой и мягкой) пшеницы и парозанимающей культуры суданской травы на двух фонах питания и используемая ими продуктивная почвенная влага (в среднем за 2015 - 2020 гг.)
Вариант
Вид пара пары твёрдая пшеница мягкая пшеница
в севообороте урожайность, т с 1 га израсходованная влага, мм урожайность, т с 1 га израсходованная влага, мм урожайность, т с 1 га израсходованная влага, мм
Чёрный - 12,7 25,3 0,90 0,78 30,2 111,0 0,83 0,85 28,0 96,3
Почвозащитный 13,99* 12,78 35,2 98,9 0,76 0,69 26,7 89,6 0,84 0,83 26,0 87,9
Примечание: данные по урожайности: над чертой - удобренный фон, под чертой неудобренный; продуктивная влага: над чертой - слой 0 - 30 см, под чертой - 0 - 100 см; * урожайность зелёной массы парозанимающей суданской травы.
2. Продуктивность полевых культур в звеньях с различными видами пара на двух фонах питания (в среднем за 2015 - 2020 гг.)
Продуктивность, т с 1 га корм. ед.
Вид пара Фон питания пар занятый твёрдая пшеница мягкая пшеница по звену севооборота
Чёрный кулисный I II - 1,14 0,99 1,06 1,09 0,73 0,69
А - 0,61 0,66 0,41
НСР05 по факторам В А + В — 0,65 0,09 0,71 0,11 0,40 0,11
Почвозащитный (занятый посевом суданской травы) I II 2,80 2,56 0,96 0,88 1,07 1,06 1,61 1,50
А 0,77 0,75 0,70 0,65
НСР05 по факторам В А + В 0,48 0,33 0,77 0,16 0,75 0,11 0,62 0,12
Примечание: I - удобренный фон, II - неудобренный; НСР05 подсчитан с учётом перевода продуктивности в зерновые единицы.
3. Засорённость первых культур севооборота в последействии различных видов пара на двух фонах питания (в среднем за 2015 - 2020 гг.)
Твёрдая пшеница (первая культура) Мягкая пшеница (вторая культура)
Сорняки Вид Фон количество сорняков, шт. на 1 м2
пара питания в начале вегетации перед уборкой в начале вегетации перед уборкой
чёрный I 672 15,6 81,0 16,7
Малолетние кулисный II 41,0 12,2 53,8 11,8
занятый I II 54,0 37,9 14,6 12,1 74,3 62,1 11.3 10.4
чёрный I 1,0 2,4 1,4 1,9
Многолетние кулисныи II 0,7 2,0 1,0 1,5
занятый I II 2,2 2,0 2,8 2,5 2,0 1,8 4,2 3,7
Примечание: I - удобренный
юн, II - неудобренный.
В таблице 3 показана засорённость сорняками посевов первой и второй после разных видов пара культур севообортов на двух фонах минерального питания с разным жизненным циклом (многолетние, однолетние) в начале и конце вегетационного периода.
Севообороты с разными видами пара при соответствующей им агротехнике позволяют снизить засорённость различными группами сорняков. При вспашке с оборотом пласта консервируется большая часть однолетней сорной растительности, семена которой, попадая на дно борозды, входят в состояние покоя и не прорастают с поверхности почвы. При последующей отвальной обработке почвы часть семян прошлых лет, утративших жизнеспособность, выворачивается на поверхность, что положительно влияет на снижение сегетальной растительности в посевах. Данный агротехнический приём отвальной вспашки используется в севооборотах с чёрным паром, в котором при нескольких (3 - 4) сплошных культивациях уничтожается подавляющее количество однолетних сорняков и многолетних методом истощения пластических веществ. При глубокой заделке в почву жизнеспособность семян сорняков теряется в течение 4 - 5 лет, а некоторых - через 1 - 2 года. Чередование глубокой и мелкой отвальной вспашки в севообороте позволяет лишить семена сорняков жизнеспособности. В занятых парах при плоскорезной обработке корневая система многолетних сорняков повреждается в меньшей степени. Необходимо выстраивать чередование сельскохозяйственных культур в севообороте таким образом, чтобы сорные растения, конкурирующие с одной культурой, подавлялись в следующем году другой, с иной биологией и агротехническими мероприятиями.
Чёрные пары наряду с накоплением почвенной влаги оказывают большое влияние на биологическое подавление и уничтожение сегетальной растительности в севооборотах.
Выводы
1. Почвенная продуктивная влага является фактором, лимитирующим урожайность и в целом продуктивность гектара. Наибольшее её количество в среднем за 6 лет исследований накапливалось к посеву твёрдой пшеницы в последействии чёрного кулисного пара (136,3 мм).
2. Парозанимающая культура суданской травы увеличивает выход кормовых единиц в звене севооборота с ней.
3. Применение минеральных удобрений в севообороте с чёрным паром обеспечило прибавку урожайности твёрдой пшеницы в среднем за 6 лет исследований 0,12 т с 1 га.
4. В севооборотах с занятым паром увеличилась засорённость многолетними сорняками до 4,2 шт. на 1 м2 под второй после пара культурой в среднем за 2015 - 2020 гг. исследований.
Литература
1. Чибис В.В., Чибис С.П. Формирование элементов плодородия почвы при плодосменном чередовании полевых культур в лесостепной зоне Западной Сибири // Земледелие. 2016. № 1. С. 20 -22.
2. Динамика плодородия почвы при возделывании яровой пшеницы в севооборотах и бессменно в зависимости от системы удобрений и обработки / С.Д. Гилёв, И.Н. Цимбаленко, Ю.В. Суркова [и др.] // Земледелие. 2017. № 4. С. 22 - 26.
3. Скороходов В.Ю., Зенкова Н.А. Образование и содержание гумуса на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья // Плодородие. 2019. № 6. С. 28 - 31.
4. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: МСХА, 2000. 473 с.
5. Повышение продуктивности второй пшеницы после пара в лесостепи Западной Сибири / Л.В. Юшкевич, О.Ф. Хамова, А.Г. Щитов [и др.] // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (39). С. 51 - 57.
6. Замятин С.А., Ефимова А.Ю., Максуткин С.А. Динамика засорённости полевых севооборотов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. 2019. № 21. С. 96 - 99.
7. Лошаков В.Г. Значение севооборота в современном земледелии // Доклады ТСХА. 2007, вып. 279. Ч. 1. С. 259 - 263.
8. Черкасов Г.Н., Дудкин И.В. Контроль засорённости посевов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия // Земледелие. 2010. № 1. С. 43 - 45.
9. Борин А.А., Лощинина А.Э. Влияние агротехно-логий на засорённость посевов и урожайность культур севооборота // Защита и карантин растений. 2019. № 6. С. 15 - 17.
10. Скороходов В.Ю. Урожайность яровой мягкой пшеницы за пять ротаций шестипольных севооборотов
в зависимости от предшественника на двух уровнях интенсификации в степной зоне Южного Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 4 (78). С. 37 - 42.
11. Доронина О.М. Влияние паров на засорённость и урожайность зерновых в звеньях севооборота // Достижения аграрной науки Урала и пути их реализации: матер. науч.-практич. конф. Челябинск: ЧНИИСХ, 2005. С. 111 - 117.
Виталий Юрьевич Скороходов, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник. ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук». Россия, 460051, г. Оренбург, пр-т Гагарина, 27/1, skorohodov.vitali1975@mail.ru
Vitaliy Yu. Skorokhodov, Candidate of Agriculture, Leading Researcher. Federal Research Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences. 27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia, skorohodov.vitali1975@mail.ru
-♦-
Научная статья
УДК 633Л1«321»:631.531.04
Урожайность и качество зерна яровой пшеницы сорта Йолдыз при разных сроках посева
Чулпан Марсовна Исламова, Елена Леонидовна Дудина, Ильдус Шамилевич Фатыхов
Ижевская государственная сельскохозяйственная академия
Аннотация. В 2019 -2020 гг. были проведены полевые опыты с целью определения оптимального срока посева яровой пшеницы сорта Йолдыз на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах. По результатам эксперимента, наибольшую урожайность - 2,15 т/га зерна обеспечил посев в возможно ранний срок за счёт существенно большей густоты продуктивного стеблестоя и продуктивности колоса. Задержка с посевом яровой пшеницы на 1 - 10 суток от возможно раннего срока посева приводила к снижению урожайности зерна на 0,20 - 1,02 т/га из-за уменьшения полевой всхожести на 6 - 20 %, густоты стояния продуктивных растений - на 44 - 137 шт/м2, продуктивного стеблестоя - на 69 - 132 шт/м2, озернённости колоса - на 0,8 - 3,0 шт. и продуктивности соцветия - на 0,04 - 0,16 г Зерно на варианте посева в возможно ранний срок в оба года исследований по стекловидности и натуре соответствовало 1-му классу (стекловидность - более 60 %, натура - более 750 г/л). Более поздние сроки посева обусловили формирование зерна 1 - 3-го класса по натуре. Наибольшая массовая доля белка (12,3 - 13,6 %) и клейковины (23,4 - 25,4 %) в зерне в опыте было выявлено в 2020 г. Обильное выпадение осадков в 2019 г. в период налива зерна привело к накоплению в зерне яровой пшеницы 11,2 - 12,5 % белка и 20,3 - 22,3 % клейковины. Посев яровой пшеницы в возможно ранний срок обусловил формирование зерна с относительно высокими хлебопекарными показателями.
Ключевые слова: яровая пшеница, сорт Йолдыз, срок посева, структура урожайности, качество зерна.
Для цитирования: Исламова Ч.М., Дудина Е.Л., Фатыхов И.Ш. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы Йолдыз при разных сроках посева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 29 - 34.
Original article
Yield and grain quality of spring wheat Yoldyz at different sowing dates
Chulpan M. Islamova, Elena L. Dudina, Ildus Sh. Fatykhov
Izhevsk State Agricultural Academy
Abstract. In 2019 -2020, field experiments were carried out in order to determine the optimal time for sowing spring wheat of the Yoldyz variety on sod-podzolic medium loamy soils. According to the results of the experiment, the highest yield - 2.15 t/ha of grain was ensured by sowing at the earliest possible date due to a significantly greater density of productive stalk and productivity of an ear. A delay in sowing spring wheat by 1 - 10 days from the possible early sowing period led to a decrease in grain yield by 0.20 - 1.02 t/ha due to a decrease in field germination by 6 - 20 %, the density of productive plants - by 44 - 137 pcs/m2, productive stalk - by 69 - 132 pcs/m2, head grain - by 0.8 - 3.0 pcs. and the productivity of inflorescence - by 0.04 - 0.16 g. Grain on the option of sowing at the earliest possible date in both years of research on vitreousness and nature corresponded to class 1 (vitreousness - more than 60 %, nature - more than 750 g/l). Later sowing dates determined the formation of grain of the 1st - 3rd class by nature. The largest mass fraction of protein (12.3 - 13.6 %) and gluten (23.4 - 25.4 %) in grain in the experiment was revealed in 2020. in the grain of
