CC BY
15
УДК: 631.51.01(571.51)
продуктивность зерновых культур
В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ В УСЛОВИях
красноярской лесостепи
В.Н. РОМАНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
В.М. ЛИТАУ, старший научный сотрудник
Красноярский НИИ сельского хозяйства Россель-хозакадемии, Россия, Красноярск 49, пр. Свободный, Д. 66
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью изучения путей повышения продуктивности зернопарового севооборота: пар - пшеница - овес - ячмень в условиях ограниченности природных ресурсов в открытой части Красноярской лесостепи. Почва - чернозем обыкновенный среднемощ-ный среднесуглинистый с содержанием гумуса в слое 0... 20 см в среднем 4,2%, нитратного азота в пахотном слое - в пределах 12... 16 мг/кг почвы. Среднегодовая температура воздуха +0,5о, сумма осадков - 340 мм. К посеву яровой пшеницы по пару (28 мая) содержание доступной влаги в метровом слое почвы находилось на уровне 160 мм, в слое почвы 0.20 см - в пределах 30 мм. После зернового предшественника (овес) влагообеспеченность сохранялась на таком же уровне, а нитратов накапливалось не более 8 мг/кг почвы, что обусловливало необходимость внесения азотных удобрений. Урожайность зерна пшеницы без применения удобрений формировалась в пределах 17,3.25,3 ц/га, овса - 19,3.26,5, ячменя - 17,6.25,0 ц/га. Уровень рентабельности производства в севообороте с чистым паром составил 69%. Применение азотно-фосфорных удобрений в дозе 30.40 кг д.в./га в средние по влагообеспеченности годы способствовало существенному повышению продуктивности возделываемых культур: яровой пшеницы по пару - на 3,0 ц/га, овса - на 5,0, ячменя - на 6,0 ц/га. В засушливые годы или в условиях повышенного количества осадков, выпадающих летом, внесение удобрений было малоэффективно и для повышения урожайности необходимы другие агроприемы.
Ключевые слова: севооборот, погодные условия, доступная влага, урожайность, элементы питания, пшеница, ячмень, овес, нитратный азот.
Наметившаяся общая деградация ландшафтов [1] вызывает необходимость совершенствования севооборотов с учетом средообразующих свойств посевов сельскохозяйственных культур применительно к природным условиям с целью сохранения и воспроизводства плодородия почвы. Это особенно актуально в условиях сокращения набора культур, расширения площади паров и снижения ресурсного обеспечения земледелия.
Увеличение в структуре посевов доли зерновых, преимущественно пшеницы, со временем потребует широкого применения химических препаратов различной направленности и спектра действия. Это, бесспорно, окажет угнетающее влияние на микробоценоз почвы, приведет к снижению продуктивности культур и ухудшению плодородия почв.
Поиск и ускоренное освоение усовершенствованных моделей севооборотов [2...4], структуры посевных площадей и рациональной обработки почвы, направленной на сбережение энергетических и материальных ресурсов [5], позволит обеспечить рост урожайности зерновых на 20% и повышение рентабельности производства зерна.
В связи с этим, большой интерес представляет оценка возможности возделывания культур после
различных предшественников в плане их влияния на урожайность и качество продукции [6].
Цель нашей работы - поиск путей повышения продуктивности зернопарового севооборота в условиях ограниченности природных ресурсов в открытой части Красноярской лесостепи.
Условия, материалы и методы. Полевые исследования проводили в 2010-2012 гг. в стационарном опыте, расположенном в Емельяновском районе Красноярского края. Участок занимает ровную часть водораздела с географическими координатами: широта 56о04' с.ш. и 92о29' в.д. со слабым (до 0,5о) уклоном на север. Абсолютная высота местности - 240 м. Территория стационара подвержена постоянному воздействию господствующих западных ветров, лесозащита отсутствует.
Погодные условия оценивали по данным метеостанции «Минино» [7]. Среднегодовые показатели температуры воздуха +0,5о; сумма осадков - 340 мм.
Почвенный покров опытного участка представлен комплексом обыкновенных маломощных и средне-мощных черноземов с содержанием гумуса 4,1.4,4%. Сложение пахотного слоя почвы соответствует оптимальным параметрам и составляет 0,83.1,1 г/см3 [8]. Наличие хряща и гальки на поверхности подчеркивает явные признаки эродированности.
Предельная полевая влагоемкость метрового слоя почвы - 323 мм, влажность устойчивого завядания растений - 14,0%, рН - 5,8.
' ' ^ сол. '
Исследования проводили в зернопаровых, почвозащитных и сидеральных севооборотах со следующим чередованием культур: пар (чистый, занятый, сиде-ральный) - яровая пшеница (Новосибирская 29) - овес (Саян) - ячмень (Оленек и Абалак).
Влажность почвы определяли после посева, в середине вегетации и после уборки зерновых. Одновременно в слое 0.20 см с помощью ион-селективного электрода в водной вытяжке измеряли содержание нитратов. Подвижные формы фосфора и калия определяли по методу Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 4642-76); азот в растительных образцах - фотоколориметрическим методом с использованием реакции индофенольной зелени, фосфор - ванадиомолибде-новым методом. Все перечисленные анализы выполнены в лаборатории Красноярского НИИ сельского хозяйства.
Засоренность паров и посевов учитывали по методике Госсортсети количественно-весовым методом. Размеры урожая определяли по методике Б.А. До-спехова [9], математическую обработку проводили методом дисперсионного анализа в пакете программ «Снедекор».
Уборку урожая зерновых выполняли комбайном САМПО-500.
Культуры высевали на фоне зяблевой вспашки в чередовании с безотвальной обработкой, которая весной сопровождалась предпосевной культивацией.
Перед посевом под все культуры вносили 30. 40 кг д.в./га азотно-фосфорных удобрений. Посев проводили с 28 мая по 1 июня. В фазе кущения зерно— Достижения науки и техники АПК, №6-2014
Таблица. Погодные условия в период исследований
Период Осадки, мм Температура,о С
2010 г. I 2011 г. | 2012 г. 2010 г. I 2011 г. | 2012 г.
Май 37 55 20 7 8 10
Июнь 1 декада 29 15 0 16 13 19
2 декада 4 2 18 18 20 22
3 декада 4 41 0 19 15 19
Итого за месяц 37 58 18 18 16 20
Июль 1 декада 15 23 60 18 17 20
2 декада 75 36 0 21 19 22
3 декада 24 53 2 17 19 19
Итого за месяц 114 112 62 17 18 20
Август 1 декада 16 51 14 14 18 14
2 декада 27 52 13 6 17 13
3 декада 1 30 31 8 15 13
Итого за месяц 44 133 58 9 17 13
Итого за период 232 358 158 13 16 21
вых при повышенном засорении применяли гербицид Магнум в дозе 6.. .8 г/га.
Влагообеспеченность с мая по август включительно различалась по годам исследований (см. табл.). В 2010 г. выпало 232 мм, а в 2011 г. - 358 мм, что на 67% превышало среднемноголетний уровень (233 мм). В острозасушливом 2012 г. за указанный период сумма осадков составила 158 мм, а температура воздуха колебалась от +13 до +21 оС.
результаты и обсуждение. Уровень осадков определял влагообеспеченность почвы. В слое 0.20 см к фазе полных всходов (начало июня) запас доступной влаги достигал 30 мм, а в метровом горизонте -160 мм. Влажность слоя 0.50 см в паровом поле составляла 21%, под пшеницей - 16%, под ячменем -17,4%, под овсом - 18,2%, что достаточно для поддержания бездефицитной влагообеспеченности растений в фазу кущения.
Колошениезерновыхсопровождалось выпадением осадков до 30 мм, в этой связи нехватки доступной влаги в почве также не наблюдалось, что подтверждают результаты наблюдений за внешним состоянием растений и инструментальных измерений.
В середине вегетации (26 июля) содержание доступной влаги в слое 0.50 см находилось на уровне 32.65 мм, в метровом слое - 136.160 мм. Отчетливой зависимости размеров урожая всех изучаемых зерновых культур от влагообеспеченности почвы весной и в период от посева до цветения не выявлено.
Осадки, выпадавшие в дальнейшем, препятствовали угнетению растений засухой. Однако, чем выше увлажнение в конце вегетации, тем сложнее получать продукцию высокого качества, что обусловлено развитием листовых болезней, затягиванием периода вегетации и более поздней уборкой пшеницы, а также распространением корневых гнилей, которое в 4 раза превышало допустимый порог (10%).
Один из ключевых факторов среди показателей пищевого режима почвы в условиях Красноярской лесостепи - уровень содержания нитратного азота. Его колебания к посеву по годам были значительными, что обусловлено метеоусловиями весны, которые складывались по 4 основным сочетаниям параметров влагообеспеченности и температуры: сухо - холодно, влажно - холодно, сухо - тепло, влажно - тепло. Преимущественно низкое содержание нитратов перед посевом связано с прохладной погодой, небольшим количеством осадков и вызывает необходимость внесения минеральных удобрений.
В течение вегетации количество нитратов в слое почвы 0.20 см снижалось с 12.16 мг/кг почвы перед
Достижения науки и техники АПК, №6-2014 —
посевом до 3.5 мг/кг почвы в период уборки. Содержание подвижного фосфора к началу появления всходов отмечали на уровне 6.9 мг/100 г почвы, к уборке - 5. 7 мг/100 г почвы; калия - от 24.29 до 21.24 мг/100 г почвы соответственно.
Урожайность овса в среднем за годы исследований была существенно выше, чем пшеницы по пару и ячменя, на 3,3 и 2,6 ц/га соответственно. Благоприятное распределение осадков в течение вегетации 2011 г. способствовало формированию зерна пшеницы на уровне 25,3 ц/га, но не повлияло на урожайность овса и ячменя - 25,2 и 20,7 ц/га соответственно, что, на наш взгляд, связано с резким повышением засоренности посевов после зерновых предшественников, по сравнению с паровым полем. Особенно четко это наблюдалось при безотвальной обработке почвы в годы с достаточной обеспеченностью продуктивной влагой. Количество сорных растений в посевах второй культуры после пара при этом возрастало с 4.6 до 20 шт./м2, третьей культуры - до до 60.70 шт./м2. В дальнейшем величина этого показателя достигала 143 шт./м2 с доминированием осотов и щетинников.
В результате распространения сорняков происходит значительное угнетение культурных растений, при котором внесение удобрений может вызвать рост затрат без увеличения продуктивности культур и севооборота в целом.
В засушливые годы (2012 г.) недостаток влаги -основной лимитирующий фактор - оказывал угнетающее воздействие на ценоз, что выражалось в низком уровне, как засоренности, так и урожайности культур.
Условия среднего по влагообеспеченности года (2010 г.) положительно влияли на растения не только из-за общего количества поступающей влаги, но и благодаря оптимальному ее распределению в течение вегетации, что способствовало проявлению действия факторов интенсификации и повышению конкурентоспособности культурных растений, по сравнению с сорным компонентом. Урожайность была в среднем на 3.6 ц/га выше, чем в 2011 и 2012 гг.
Уровень рентабельности производства в севообороте с чистым паром составил 69%, энергетический коэффициент - 4,9; с занятым паром - 41% и 5,3 соответственно.
выводы. Почвенно-климатические и погодные условия открытой части Красноярской лесостепи позволяют накапливать в метровом слое чернозема обыкновенного до 160 мм доступной влаги, в пахотном слое - до 16 мг/кг почвы нитратного азота.
Урожайность зерна пшеницы, без применения удобрений, формируется в пределах 17,3.25,3, овса - 19,2.26,5, а ячменя - 17,6.25,0 ц/га, уро-
- 43
вень рентабельности производства зерна составляет 69%.
Использование азотно-фосфорных удобрений в дозе 30.40 кг/га д.в. в средние по влагообеспеченно-сти годы способствовало существенному повышению урожайности яровой пшеницы по пару - на 3,0 ц/га, овса - на 5,0, ячменя - на 6,0 ц/га. В засушливые годы
или в условиях повышенного количества выпадающих летних осадков внесение удобрений было малоэффективно.
В лесостепной зоне целесообразно использование системы, включающей 4-х польные зернопаровые, сидеральные и почвозащитные (с занятым паром) севообороты.
Литература.
1. Жежер А.Я., Криков A.M., Власенко А.Н., Сорокин О.Д. Стратегия и тактика исследований в земледелии на основе теории планирования эксперимента: метод. рекомендации. Новосибирск: Изд-во СО РАСХН, 1999. С.100-104.
2. Едимеичев Ю.Ф., Романов В.Н., Линев А.Ф. Совершенствование систем севооборотов Красноярского края на ландшафтных принципах// Земледелие. 2000. № 5. 79 с.
3. Кирюшин В.И. Принципы формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия // Аграрная наука. 1993 №3. С.7-11.
4. Романов В.Н., Едимеичев Ю.Ф. Адаптация севооборотов в Красноярском крае // Земледелие. 1997. № 2. С. 19-20.
5. Биоэнергетическая оценка севооборотов: метод. рекомендации. Новосибирск: СО РАСХН, СибНИИСХ, 1993. 36 с.
6. Типовые нормативные технологические карты по производству основных видов растениеводческой продукции. М.: Экономика и право, 2004. 420 с.
7. Агрометеобюллетени АМС «Минино» за 2010-2012 гг.
8. Кураченко Н.Л., Солодченко С.В., Романов В.Н., Литау В.М. Оценка и изменение плотности сложения чернозема в полях севооборота // Земледелие. 2010. №1. С. 9-11.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропроиздат, 1985. 352 с.
the crop productivity in cereal-fallow crop rotation in Krasnoyarsk forest-steppe conditions
V.N. Romanov, V.M. Litau
Krasnoyarsk Research Institute on Agriculture of Russian Academy of Agrarian Sciences, Russia, Krasnoyarsk 49 city, Svobodny highway, 66
Summary. The aim of the reaserch is to increase productivity cereal and fallow crop rotation: fallow - spring wheat - oats - barley in the conditions of limited natural resources in the open part of the Krasnoyarsk forest zone. Soil - moderately ordinary black soil, with medium humus content in 0.. .20 cm soil layer - on average 4,2%. The average annual rainfall of about 340 mm, with an air temperature -+ 0,5 ° C. In the period of sowing spring wheat (on May, 28) the amount of available moisture in 1 m soil layer is 160 mm, 0.20 cm -30 mm. Content of nitrate nitrogen in the top soil layer - 12 ... 16 mg-kg soil. After oats cultivation moisture was at the same level as after the fallow, and nitrates content didn't exceed 8 mg-kg soil and requested for nitrogen fertilizers application. Grain yield of spring wheat, without the use of fertilizers, is formed within 17,3 ... 25,3, oats - 19,2 ... 26,5, barley - 17,6 ... 25,0 centner418. Profitability level in the crop rotation with fallow was 69%. Use of nitrogen and phosphorus fertilizers in doze of 30 ... 40 active substance-ha in years with averaged level of moisture increased the yield of all the crops: spring wheat - on 3, oats - on 5, barley - on 6 centner-ha. In the years with drought weather conditions or with an increased amount of summer precipitation falling using fertilizers was ineffective, so to increase yields other approaches are needed.
Keywords: crop rotation, weather conditions, free water, yield, nutrients, wheat, barley, oats, green manure culture, nitrate nitrogen.
44
Достижения науки и техники АПК, №6-2014
