CC BY
32
ISSN 2412-608Х. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Вып. 2 (178), 2019
УДК 631.5:633.85.494 (571.1)
DOI 10.25230/2412-608Х-2019-2-178-55-60
Резервы повышения продуктивности ярового рапса в лесостепных агроландшафтах Западной Сибири
Л.В. Юшкевич,
доктор сельскохозяйственных наук
О.Ф. Хамова,
кандидат биологических наук А.Г. Щитов,
кандидат сельскохозяйственных наук
Е.В. Кубасова,
кандидат сельскохозяйственных наук
ФГБНУ «Омский АНЦ» 644012, г. Омск-12, пр-т Королева, 26 Тел./факс: (3812) 77-68-87, 77-69-21 Е-mail: agrnc55@gmail.com
Для цитирования: Юшкевич Л.В., Хамова О.Ф., Щитов А.Г., Кубасова Е.В. Резервы повышения продуктивности ярового рапса в лесостепных агроландшафтах Западной Сибири // Масличные культуры. - 2019. - Вып. 2 (178). - С. 55-60.
Ключевые слова: агроландшафт, рапс, система обработки почвы, средства химизации, биологическая активность, засоренность, инсектициды, вредители, урожайность, способы уборки.
В Западной Сибири рапс - важный источник кормового белка, растительного масла и кормов. В 2013-2017 гг. в южно-лесостепной зоне в стационарном 4-польном севообороте «Омского АНЦ» изучали по фонам трех систем обработки почвы пять вариантов средств химизации. При изучении технологических приемов возделывания рапса на маслосемена оптимальные влагозапасы (169 мм) и более экономный коэффициент водо-потребления (119 мм/т) складывались к посеву на ресурсосберегающей плоскорезной обработке почвы. Максимальное подавление сорного компонента отмечалось на варианте комплексной химизации со снижением биомассы сорняков до очень низкого уровня - 2,9-3,6 % (в 14,4 раза) без существенных различий между системами обработки почвы с преобладанием мятликовых и корнеот-прысковых сорняков. Комплексное применение гербицидов, удобрений и инсектицидов повышало урожайность маслосемян рапса с 0,64 до 2,22 т/га, или в 3,5 раза, с увеличением содержания белка и масличности на 1,13-1,91 % относительно кон-
троля (без химизации) при преимуществе плоскорезной обработки почвы. Остатков экотоксикан-тов в зерне не обнаружено. Из способов уборки рапса в лесостепи предпочтителен двухфазный, с дозреванием рапса в валках до девяти суток. В лесостепных агроландшафтах Омской области необходимо расширение посевов рапса до 220250 тыс. га, или 5-7 % от площади пашни. Применение ресурсосберегающих обработок почвы под пшеницу, следующую после рапса, в сочетании с использованием средств комплексной химизации положительно воздействовало на количественные показатели и активность почвенной микрофлоры. Наибольшей численностью микроорганизмов и суммарной биологической активностью при применении удобрений и пестицидов (комплексная химизация) отличался вариант плоскорезной обработки почвы - 120 % (при уровне на контроле с применением вспашки 100 %).
UDC 631.5:633.85.494 (571.1)
Reserves for increasing the productivity of spring rapeseed in the forest-steppe cultivated lands of Western Siberia.
L.V. Yushkevich, doctor of agriculture O.F. Khamova, PhD of biology A.G. ShсhitOV, PhD of agriculture E.V. Kubasova, PhD of agriculture
Omsk agricultural research center, 26 Korolev prospect, Omsk, 644012, Russia Е-mail: agrnc55@gmail.com
Key words: cultivated land, rapeseed, soil treatment system, chemicals, biological activity, weed infestation, insecticides, pests, productivity, methods of harvesting.
In Western Siberia, rapeseed is an important source of fodder protein, vegetable oil and feeds. In 2013-2017, in the southern forest-steppe zone in the stationary 4-field crop rotation of Omsk agricultural research center we studied five variants of chemicals using three soil treatment systems. When studying the technological methods of rapeseed cultivation for oilseeds, the optimal moisture reserves (169 mm) and a more economic coefficient of water consumption (119 mm/t) were manifested on the sowing on resource-saving flat cut soil treatment. The maximum suppression of the weed component was noted in the variant of complex chemicalization with a decrease in the weeds biomass to a very low level of 2.9-3.6 % (by 14.4 times) without significant differences between the soil treatment systems with prevailing bluegrass and offset weeds. The combined application of herbicides, fertilizers and insecticides increased the yield of rapeseed oilseeds from 0.64 to 2.22 t/ha, or by 3.5 times, with an increase in protein and oil content by 1.13-1.91 % in comparison with control
(without chemicalization) with an advantage of the flat cut soil treatment. No residues of ecotoxicants were found in the grain. Two-phase method of rape-seed harvesting is preferable in forest-steppe, with the afterripening of rapeseed in windrows for up to nine days. In the forest-steppe cultivated lands of the Omsk region, rapeseed sowings should be expanded to 220-250 thousand hectares, or to 5-7 % of arable land. The application of resource-saving soil treatments for wheat, which is sown after rapeseed, in combination with the use of complex chemicalization had a positive effect on the quantitative indicators and activity of the soil microflora. The variant of flat cut soil treatment had the largest number of microorganisms and total biological activity when using fertilizers and pesticides (complex chemicalization) - 120 % (in comparison with control using plowing, which had 100 %).
Введение. В настоящее время в странах с развитым сельским хозяйством, особенно расположенных в зонах с умеренным климатом, интенсивно наращивается производство рапса. Опыт европейских стран и Канады свидетельствует о том, что проблема белка для комбикормовой промышленности и производства масла могут быть решены за счет освоения культуры рапса. С применением современных технологий выращивания рапса Канада, Швеция, Германия, Финляндия и другие страны освободились от зависимости поставок соевого шрота из США и растительного масла из других стран. Широкое внедрение этой ценнейшей масличной и кормовой культуры в Западной Сибири -важнейший источник пополнения ресурсов растительного масла и белка кормов. Данные зарубежных и отечественных исследований свидетельствуют о том, что наиболее эффективно выращивание без-эруковых и низкоглюкозинолатных сортов, масло которых - отличный пищевой продукт, а жмых и шрот - источник протеина для животных [1; 2; 3].
Преимущество рапса перед другими сельскохозяйственными культурами обусловлено скороспелостью, холодостойкостью, высоким коэффициентом размножения, использованием продукции в различных направлениях.
В Омской области освоение культуры рапса на семена началось с 1982 г. (3,9 тыс. га), уже в 1983 г. посевы только на маслосемена увеличились до 30 тыс. га при урожайности 0,6-0,7 т/га. В 90-е годы XX века, в связи с известными организационно-экономическими причинами и резкими сокращениями животноводства, площади возделывания культуры существенно сократились. В начале XXI века, в том числе в связи с завершением строительства Таврического рапсового перерабатывающего завода (Омская область, Таврический район), началось расширение посевов рапса. Так, в 2009 г. площадь возделывания культуры на маслосемена в регионе составила 21,5 тыс. га, в 2015 г. -56,9 и в 2018 г. достигла 155 тыс. га, или за 10 лет увеличилась в 7,2 раза при урожайности менее 1,0 т/га. Повышение продуктивности рапса достигается при интенсивной технологии возделывания культуры [4].
В этой связи целью исследований было установить влияние технологических приемов с применением средств интенсификации на семенную продуктивность ярового рапса в лесостепи Западной Сибири.
Материалы и методы. Изучение технологических приемов возделывания рапса на маслосемена проводили в 20132017 гг. в лаборатории ресурсосберегающих агротехнологий в южно-лесостепной зоне «Омского АНЦ» Омской области.
Яровой рапс (гибрид «Сальса КЛ») высевали в четырехпольном плодосменном севообороте с чередованием культур: рапс яровой - пшеница яровая - соя -пшеница яровая.
В двухфакторном стационарном опыте изучали три системы обработки почвы и пять вариантов применения средств интенсификации.
Применяли следующие системы обработки почвы:
1) отвальную (вспашка на 20-22 см, ежегодно);
2) комбинированную (без основной обработки под рапс, вспашка под сою, плоскорезная обработка под зерновые);
3) плоскорезную (на 10-12 см, ежегодно).
Варианты с применением средств химизации включали: контроль (без химизации), применение в различных сочетаниях гербицидов (Нопасаран - 0,8-1,0 л/га), удобрений ^45Р45), инсектицидов (Би-58 Новый - 1,0-1,2 л/га). Обработку посевов проводили опрыскивате-лем ОП-2000 с расходом жидкости 200-300 л/га.
Посев рапса - 20-25 мая рядовым способом сеялкой СН-16 с нормой высева 3 кг/га (600-700 тыс. всхожих семян на гектар), уборка учетных делянок однофазная комбайном Сампо-130. Повторность 4-кратная.
Микробиологические исследования проводили стандартными общепринятыми методами [5].
Результаты и обсуждение. Установлено, что перед посевом ярового рапса содержание N-NOз в слое почвы 0-40 см по всем вариантам было средним (около 10 мг/кг), после уборки, в связи с интенсивным потреблением нитратного азота, уменьшалось до низкого уровня (5,25,6 мг/кг). Обеспеченность почвы подвижным фосфором (по Чирикову) оценивалась как повышенная (116-140 мг/кг), обменным калием - очень высокая (более 250 мг/кг).
К посеву рапса оптимальное увлажнение (169 мм) и более экономный коэффициент водопотребления (119 мм/т семян) отмечались на плоскорезной системе обработки почвы. На фоне комплексной химизации, в основном из-за повышения продуктивности рапса, водопотребление на единицу продукции снижалось в среднем в 3,4 раза.
Засоренность посевов рапса в значительной степени определялась технологией возделывания культуры. Так, на контроле (без химизации) степень засорения посевов была очень сильной (42,750,5 % от биомассы), с преобладанием мятликовых и корнеотпрысковых сорняков. Обработка посевов рапса гербицидом способствовала подавлению численности
(в 5,1 раза) и биомассы сорняков до низкого уровня (6,1 %). Максимальное снижение сорного компонента в посевах рапса происходило при комплексном применении средств интенсификации со снижением биомассы сорняков до очень низкого уровня - 2,9-3,6 % (в 14,4 раза), без существенных различий между вариантами обработки почвы (табл. 1).
Таблица 1
Засоренность посевов рапса в зависимости от технологии возделывания, 2013-2017гг.
Система обработки почвы (фактор А) Вариант химизации (фактор В) Среднее по фактору А
контроль (без химизации) гербицид комплексная химизация
г/м2 от био-массы, % г/м 2 от био-массы, % г/м2 от био-массы, % г/м2 от био-мас сы, %
Отвальная 616 50,5 101 5,4 54 3,6 257 19,8
Комбинированная 508 42,7 96 4,8 52 3,1 219 16,9
Плоскорезная 648 45,4 148 8,1 48 2,9 281 18,8
Среднее по фактору В 591 46,2 115 6,1 51 3,2
Включение рапса в полевые севообороты приводит к снижению распространенности корневых гнилей зерновых культур в период кущения растений. В повторных посевах пшеницы после пшеницы данные показатели были выше в 1,3-1,5 раза. В посевах пшеницы, высеваемой после рапса, фитосанитарное состояние улучшается в связи со снижением активности возбудителя - гриба Вipolaris яогоктапа [6]. Урожайность яровой пшеницы по рапсовому предшественнику повышалась на 0,42 т/га.
Исследования показали, что наиболее высокая численность микроорганизмов под пшеницей, следующей после рапса, была при ресурсосберегающей плоскорезной обработке и применении средств комплексной химизации и составляла 253,4 млн КОЕ/г. Количество нитрифика-торов на фоне комплексной химизации возросло на 45 % в сравнении с контролем без удобрений при плоскорезной обработке. Существенных изменений в
численности других определяемых групп бактерий и гршбов при различных технологиях возделывания пшеницы после рапса не отмечалось. При исследования ценлюлоздлитической активности почвы, пп котооио можно судить, о ее эффективней пплоородии [[7], наблюдалась тен-денцци усиления процесса разложения ценлюлозы пряяс плоскорезной обработке -на 233,6 % к отоальной технология. Применении комплексной химизации нявеля-ривако эти различия. 4455,1 % разложенях ценлюлозы пряяс вспашке, 4488,,3 % - пря ппоссооездойобработке.
Н^тр)1^4)И1^^ционн^я способность почвы яхляется одним из показателей ее бяологя-ческод активности, харакгеризующям нк-копление азота нитратов в благопряятных усссж!^ щии компостировании. Нк оон-тоол^, без внесения удобрений и прямене-нни песшяидов, она составила при разных тоннологиях обработки почвы 22-25 мг/ог. Прии применении комплексной химязкцяя на фоне плоскорезной обработки нятркго-накопление возрастало на 2888,55 % по ооно-шенню к вспашке, возможно, зк счет савракияшихсс растительных остктоов ппершественника (рапса) [(3].
По веничине суммарной биологяче-ссод1 актовности, учитывающей! в относя-т^ны^ы^ процентах все определяемые ппкозотонл [8], вариант плоскорезной об-раКотои подчы в сочетании с; применением ссеен^^т^ комплексной химизация был накболыпим, составляя 1200 % (контроль -отоальная обработка - 100 %) (табл. 2)).
ЕВ уссо^х Западной Сибири отмечк-етсяя до 203, видов вредителей, которые могут; вызоато гибель посевов яля слщecтгенно снизить продуктивность рааапсга.^ ппэтому получить, высокий урожкй к^л^ры без средств защиты растеняй, вккючaк инсектициды, невозможно. Сс--новыми ^реедителямь^ на яровом ркпсе ппр ппоодеен^ении исследований быля оре-стоь^ц^то^ые блошки и рапсовый цветоед. Засенение популяции капустной моля оо-мечалoся в 2013 и 200155 гг., капустной бе-лль^е;!^ - летом 200144 г-.
Таблица 2
Биологическая активность лугово-черно-земной почвы под пшеницей послерапаа в зависимости от технологии обрабттии почвыг и применения средств химиаации (слой 0-20 см), п = 9
Вкря-кно Чяялрннвягь мякрввргкняомвв, КСЕ/г Иное цн сив-носоь рaзлв-жрннх целю- ллзы, % НОТ-ри-фиок-цявн-нкх япв-собб носоь, N-N00, м//ог Срм-мкр-нкх биво лв-гичр-сккх кок ояв- %%
бко-ор-ряя, ркс--- ор-щяр нк МПА, млн мяо-рд- вргк-няо-мы нк КАА, млн фос- фкот мв-бя-ля-зрю-щяр, млн нотт ря-фя- ока торы, оыс. уеи-бы, оыс. Общее кв-ляи чр-ст^о м/в, млн
Контроль (без химизации)
Со-вкль -нкх 27,6 27,7 70,1 1,14 35,8, 210,8 331,1, 22,2 100
Квм- бяня-рд- вкн-нкх 24,5 26,3 57,9 1,30 3 8,3, 171,4, 21,88 100
Плос -ов-ррд-нкх 30,3 29,2 73,2 1,31 48,0 222,6 44,9 25,3 1133
Комплексная химизация
Со- вкль- нкх 29,4 31,3 72,3 1,228 23,0 220,0 45,^ 2007 100
Квм- бяня-рд- вкн-нкх 29,5 29,6 63,4 1,(53 44,5 203,0 38,81 22,2 107
Плос-ов-рез-нкх 32,3 35,9 90,0 1,91 44,1 253,4 48,:^ 26,^ 112
Пряменение янсектицида приводило к резоомр сняженяю численности рродите-лей, чоо способствовало повышению про-gpооивносои рапса (табл. 3).
Таблица 3
Урожайность рапса (т/га) в зависимости от систчмыг обработки почвы и примнче-ния средств химизации, 2013-2017 гг.
Систеи/к обработай почвы (фаКТОр А) Ср)^днре по
Вариант химяокцяя (фактор В) oтвлсь- кoмбини- плоско- ф^к-до- рруув
нкх рованная резная нс;1>05 0,12 -т^га
0,68 0,63! 0661 0,64
Гербицид 1,68 1,43 1558 1,56
Гербицид + удобрения 1,77 1,56 1667 1,67
Гербицид + удобрения + инсектициды в фкое 1,98 1,91 2208 1,99
всходов
Гербицид + удобрения
+ инсектициды в фкое всходов + в фкзе трубкования (оом-плексная химядкцях) 2,19 2,15 2231 2,22
Среднее по фкогорр А НСР05= 0,18 т/гк 1,66 1,54 1,^8
Наблюдения показали, что комплексное применение средств химизации повышало биомассу снопа с 1 м2 на 303 г (в 2,2 раза), высоту растений - до 109 см (на 18,5 %), количество стручков на растении - до 172 шт. (в 1,8 раза), что способствовало повышению семенной продуктивности рапса. Так, на контроле урожайность рапса составила в среднем 0,64 т/га. Совместное применение гербицида и удобрений способствовало повышению урожайности до 1,67 т/га, или в 2,6 раза.
Биологическая эффективность инсектицида «Би-58 Новый» в среднем по вариантам обработки почвы составила: отвальной - 78 %, комбинированной - 78 %, плоскорезной - 83 %, что способствовало при однократной обработке инсектицидом в начале вегетации повышению продуктивности рапса в среднем на 0,32 т/га (19,2 %), а с дополнительным применением в фазе бутонизации - до 2,22 т/га, или на 0,55 т/га (32,9 %).
В целом, комплексное применение средств интенсификации способствует устранению лимитирующих факторов роста продуктивности рапса на маслосе-мена (питательный режим, засоренность агрофитоценоза, вредители культуры) и обеспечивает повышение урожайности с 0,64 до 2,22 т/га, или в 3,5 раза. Если на контроле (без химизации) или при ограниченном применении средств интенсификации проявляется преимущество отвальной системы обработки почвы (на 0,07-0,21 т/га), то при комплексной химизации - ресурсосберегающей плоскорезной - до 0,10-0,12 т/га с сокращением энергозатрат на 18-25 %.
Качество семян рапса по содержанию белка находилось в пределах 21,5-23,0 %, а масличность - на высоком уровне -44,4-46,3 %. Применение комплексной химизации способствовало повышению в семенах рапса белка и жира на 1,13 и 1,91 % относительно контрольного варианта. Остатков пестицидов в зерне не обнаружено.
Установлено, что рапс созревает неравномерно вследствие растянутого периода цветения культуры, но оптимальный срок косовицы - восковая спелость при влажности семян 31-38 %, когда формируется максимальная продуктивность и качество маслосемян. В это время нижние листья опадают, около половины стручков приобретают лимон-но-зеленую окраску. Из способов уборки рапса в лесостепи более эффективен двухфазный, с дозреванием рапса в валках до 9 суток. При однофазной уборке дозревание семян растянуто до 24 суток, десикация посевов сокращает сроки обмолота на 5-9 суток при снижении всхожести семян до 8 %.
Допустимый предел влажности семян при зимнем хранении 10,5 %, при длительном хранении влажность семян необходимо снижать до 7-8 %. Хранение семян рапса с исходной влажностью 12 % снижает урожайность в потомстве на 0,17-0,29 т/га по сравнению с семенами, хранившимися при влажности 8 % [2].
В связи с высокой ценностью и экономической эффективностью рапса как культуры и предшественника необходимо расширение его посевов в Омской области до 200-250 тыс. га, или 5-7 % от площади пашни, с концентрацией посевов в более увлажненных лесостепных агро-ландшафтах.
Выводы. 1. Преимущество рапса перед другими сельскохозяйственными культурами обусловлено скороспелостью, холодостойкостью, высоким коэффициентом размножения, значительным продуктивным потенциалом, использованием культуры в различных направлениях.
2. К посеву рапса наибольшее увлажнение (169 мм) и более экономный коэффициент водопотребления (119 мм/т семян) отмечались на ресурсосберегающей плоскорезной обработке почвы. На фоне комплексной химизации, в основном из-за повышения продуктивности рапса, водопотребление на единицу продукции снижается в среднем в 3,4 раза.
3. Максимальное подавление сорного компонента, представленного в основном мятликовыми и корнеотпрысковыми видами, происходит в варианте с комплексной химизацией при снижении биомассы сорняков до очень низкого уровня - 2,93,6 % (в 14,4 раза), без существенных различий между вариантами обработки почвы.
4. При оценке суммарной биологической активности пахотного слоя лугово-черноземной почвы под пшеницей после рапса вариант плоскорезной обработки превышал вспашку (100 %) на 13 %. Применение комплексной химизации увеличило этот показатель до 120 %.
5. Совместное применение гербицидов, удобрений и инсектицидов обеспечивает повышение урожайности маслосемян рапса с 0,64 до 2,22 т/га, или в 3,5 раза относительно контроля (без химизации), при преимуществе ресурсосберегающей плоскорезной обработки почвы.
6. Качество семян рапса по содержанию белка находилось в пределах 21,523,0 %, а масличность - на высоком уровне - 44,4-46,3 %. При интенсивной технологии содержание белка и жира повышалось соответственно на 1,13 и 1,91 %. Остатков экотоксикантов в зерне не обнаружено.
7. Из способов уборки рапса в лесостепи более эффективен двухфазный, с дозреванием валков до 9 суток. При однофазной уборке дозревание семян растянуто до 24 суток, десикация посевов сокращает сроки обмолота на 5-9 суток при снижении всхожести семян.
8. В связи с высокой ценностью и экономической эффективностью рапса как культуры и предшественника на перспективу необходимо расширение его посевов в Омской области до 220-250 тыс. га, или 5 -7 % от площади пашни, с концентрацией их в более увлажненных лесостепных агроландшафтах.
Список литературы
1. Милащенко Н.З. Рапс в Омской области. -Омск, 1983. - 78 с.
2. Зерфус В.М. Обоснование зонального размещения технологии возделывания рапса и сурепицы в Западной Сибири: автореф. дис... д-ра с.-х. наук: 06.01.09 - Растениеводство. - Омск, 1993. - 34 с.
3. Щитов А.Г., Юшкевич Л.В. Рапс на масло-семена - это выгодно // Настоящий фермер. -2005. - № 5. - С. 9-10.
4. Кубасова Е.В. Факторы регулирования численности рапсового цветоеда в южной лесостепи Западной Сибири // Вестник ОмГАУ. - 2016. -№ 3 (23). - С. 63-67.
5. Звягинцев Д.Г., Асеева И.В., Бабьева И.П., Мирчинк Т.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. - М., 1980. - 224 с.
6. Зерфус В.М., Хамова О.Ф. Развитие микрофлоры и биологическая активность почвы при интенсивной технологии возделывания рапса и пшеницы // Сиб. вестник с.-х. науки. - 1991. -№ 1. - С. 7.
7. Тихомирова Л.Д. Биологический метод определения плодородия почвы // Сиб. вестник с.-х. науки. - 1972. - № 5. - С. 15-19.
8. Карягина ЛА. Микробиологические основы повышения плодородия почв. - Минск, 1983. - 181 с.
References
1. Milashchenko N.Z. Raps v Omskoy oblasti. -Omsk, 1983. - 78 s.
2. Zerfus V.M. Obosnovanie zonal'nogo razmeshcheniya tekhnologii vozdelyvaniya rapsa i surepicy v Zapadnoj Sibiri: avtoref. dis. d-ra s.-kh. nauk: 06.01.09 - rastenievodstvo. - Omsk, 1993. - 34 s.
3. Shchitov A.G., Yushkevich L.V. Raps na maslosemena - ehto vygodno // Nastoyashchiy fermer. -2005. - № 5. - S. 9-10.
4. Kubasova E.V. Faktory regulirovaniya chislennosti rapsovogo cvetoeda v yuzhnoy lesostepi Zapadnoy Sibiri // Vestnik OmGAU, 2016. - № 3 (23). - S. 63-67.
5. Zvyagincev D.G., Aseeva I.V., Bab'eva I.P., Mirchink T.G. Metody pochvennoy mikrobiologii i biokhimii. - M., 1980. - 224 s.
6. Zerfus V.M., Hamova O.F. Razvitie mikroflory i biologicheskaya aktivnost' pochvy pri intensivnoy tekhnologii vozdelyvaniya rapsa i pshenicy // Sib. vestnik s.-kh. nauki. - 1991. - № 1. - S. 7.
7. Tihomirova L.D. Biologicheskiy metod opredeleniya plodorodiya pochvy // Sib. vestnik s.-kh. nauk. - 1972. - № 5. - S. 15-19.
8. Karyagina L.A. Mikrobiologicheskie osnovy povysheniya plodorodiya pochv. - Minsk, 1983. -181 s.
Получено: 05.03.2019 Принято: 30.04.2019 Received: 05.03.2019 Accepted: 30.04.2019
