CC BY
64
УДК 633.11:631.58 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10051
Роль предшественников в повышении плодородия почвы и формировании урожайности озимой пшеницы
The role of precursors in increasing soil fertility and forming
the yield of winter wheat
Доцент E.B. Пальчиков (ORCID 0000-0002-4992-703X), профессор Т.Г.-Г. Алиев (ORCID 0000-0002-3371-8137), магистрант Д.А. Ломакин, магистрант Д.А. Новикова
(Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра агрохимии, почвоведения и агроэкологии, тел. 8-960-661-54-78 E-mail: evgeniy.palchikov.79@yandex.ru
Associate professor E.V. Palchikov, Professor T.G.-G. Aliev, Undergraduate D.A. Lomakin, Undergraduate D.A. Novikova
(Michurinsk State Agrarian University) chair of Agrochemistry, Soil Science and Agroecolog, tel. 8-960-661-54-78
E-mail: evgeniy.palchikov.79@yandex.ru
Реферат. Для обеспечения расширенного воспроизводства плодородия чернозёмных почв, увеличения энергетической эффективности производства растениеводческой продукции необходимо комплексное применение навоза и минеральных удобрений, перевода чистого пара в занятый и спде-ральнып, использование нетоварной части урожая на удобрение, использование пожнивной сидерации. Для обеспечения высокой эффективности факторов интенсификации необходим дальнейший подъём культуры земледелия, важным звеном которой является освоение севооборотов с научно обоснованным чередованием культур. Исходя из этого, статья посвящена изучению влияния различных видов паров на отдельные факторы плодородия почвы и формирование урожая озимой пшеницы.
Summary. То ensure the expanded reproduction of the fertility of Chernozem soils, increase the energy efficiency of crop production, it is necessary to use manure and mineral fertilizers, transfer pure steam to the occupied and green manure, use the non-market part of the crop for fertilizer, use stubble sideration. To ensure the high efficiency of intensification factors, it is necessary to further raise the culture of agriculture, an important link of which is the development of crop rotations with scientifically based alternation of crops. Based on this, the article is devoted to the study of the influence of different types of vapors on certain factors of soil fertility and the formation of winter wheat yield.
Ключевые слова: озимая пшеница, плодородие почвы, предшественник, урожайность.
Keywords: winter wheat, soil fertility, precursor, yield.
Как известно, сельскохозяйственная культура или пар, занимавшие данное поле в предыдущем году, называются предшественником.
Все культуры по характеру их влияния на почву, по требованию к внеш-ним условиям, ценности в качестве предшественников обычно делят на группы: яровые сплошного посева; озимые; зернобобовые; пропашные; технические сплошного посева; однолетние травы; многолетние травы; чистые пары. Однако это деление носит условный характер [2].
© Е.В. Пальчиков, Т.Г.-Г. Алиев, Д.А. Ломакин, Д.А. Новикова, 2020
По степени взаимной совместимости все полевые культуры принято делить на стабильные (самосовместимые), лабильные (отрицательно реагирующие на повторные посевы) и севооборотолабильные (взаимно исключающие друг друга). К первой группе относятся рожь, кукуруза, люпин желтый, соя, конопля, табак, просо и картофель. Ко второй группе - пшеница, овес, свекла, клевер, люцерна, горох, лен, подсолнечник, капуста. К третьей группе - пшеница после ячменя, овес после ячменя, лен после гороха, клевер после люцерны и гороха, бобы после клевера [2].
Из перечисленных групп культур в севооборотах биологического земледелия наибольшее агротехническое значение имеют сидеральные культуры, зернобобовые культуры и многолетние бобовые травы.
Сидеральная культура или сидерат - это главным образом бобовые культуры, зеленая масса которых запахивается в почву в целях ее обогащения азотом и органическим веществом. Из бобовых культур на зеленое удобрение чаще используются люпин и донник. Небобовые растения высеваются на зеленое удобрение с целевым назначением. Это рапс, горчица, фацелия. Такие культуры высеваются на достаточно плодородных почвах или с применением азотных удобрений с целью обогащения почвы органическим веществом.
Плодородие почвы - это ее способность обеспечивать растения питательными элементами, водой, воздухом, создавать для них благоприятные физические, физико-химические, биологические условия и формировать их урожай [1-4].
Потенциальное плодородие определяется общим запасом в почве гумуса и питательных элементов. В повышении плодородия почвы значительную роль играют сидеральные культуры или сидераты.
Положительный эффект сидерации объясняется рядом причин:
1. Вносимая в почву растительная (сидеративная) масса обогащает ее органическим веществом - активным перегноем, тем самым улучшая ее физикохимиче-ские свойства;
2. При посеве бобовых растений их симбионты - клубеньковые бактерии, связывая и накопляя атмосферный азот, улучшают азотное питание последующих посевов;
3. Глубоко идущие в землю корневые системы сидератов, при сильно развитой у них усвояющей способности, перекачивают в пахотный слой питательные вещества, извлеченные ими из глубоких горизонтов подпочвы и недоступные для корней большинства других возделываемых растений;
4. Сами по себе посевы сидерата усиливают микробиальную жизнь почвы и оказывают непосредственное влияние на разрыхление подпочвы при помощи корневой системы;
5. В результате разностороннего воздействия сидерата на почву повышаются урожаи идущего по нему первого и последующих двух-трех посевов.
Как известно, сохранение и поддержание запасов органического вещества в почвах - один из наиболее актуальных вопросов современного биологического земледелия [5].
Озимая пшеница, как основная продовольственная культура Центрального Черноземья, занимает в полевых севооборотах не менее двух полей, что составляет около 30 % в структуре посевных площадей. Поэтому возникает необходимость изучения роли данной культуры и её предшественников в накоплении органического вещества и повышения плодородия почвы [8, 9, 11].
Поэтому, при проведении исследований основной задачей было определить влияние различных сидеральных культур на поступление органического вещества и повышении плодородия почвы, а также их влияние на урожайность основной продовольственной культуры - озимой пшеницы.
Опыт по изучению на наш взгляд одного из самых важных вопросов в биоло-гизяции земледелия проводился в 2017-2018 гг. в учхозе «Комсомолец» Мичуринского района Тамбовской области в стационарном шестипольном севообороте Мичуринского ГАУ. Расположение вариантов в опыте рендомизированное. Площадь делянок 50м2, повторность - 4-х кратная. Общее количество вариантов 5 контрольных 1 [6].
Схема опыта:
1-й предшественник - Пар чёрный (контроль)
2-й предшественник - Пар сидеральный (люпин)
3-й предшественник - Пар сидеральный (донник)
4-й предшественник - Пар сидеральный (горчица)
5-й предшественник - Пар сидеральный (рапс)
Сорт озимой пшеницы - Мироновская 808. Агротехника проведения была общепринятой для условий Тамбовской области.
Результаты проведенных исследований показали следующее:
Наибольший урожай зеленой массы и соответственно сухого вещества был отмечен у люпина и составил 280 и 104 ц/га. Наименьшая урожайность зеленой массы отмечена у горчицы на уровне 147 ц/га, сухого вещества - 55 ц/га. Донник и рапс сформировали урожай зеленой массы 185 и 218 ц/га соответственно, что на 98 и 65 ц/га меньше чем у люпина.
Таблица 1
Урожайность зеленой массы н сухого вещества
Предшественник Урожайность культуры (сидерата)
зеленой массы растений сухого вещества растений
кг/м2 ц/га кг/ м2 ц/га
Пар черный (контроль) - - - -
Люпин 2,83 283 1,04 104
Донник 1,85 185 0,59 59
Горчица 1,47 147 0,55 55
Рапс 2,18 218 0,57 57
В последние годы наиболее острой проблемой повышения плодородия почв является оптимизация режима органического вещества. Количественная и качественная оценка изменения содержания основных элементов питания (№К) в почве и соответственно гумуса представляет одну из важных современных научных проблем. Ещё большую значимость приобретает поиск наиболее трансформируемой части органического вещества [10].
На современном этапе актуальность введения сидератов в севообороты связана с недостаточным внесением органических и минеральных удобрений. Сидераль-ные культуры оказывают положительное воздействие как на биологичсекую активность почвы, так и на содержания в ней подвижных форм элементов питания [7, Ю].
Содержание основных элементов питания как показали исследования неодинаково, и имеет существенное различие при агрохимической оценке предшественников.
Таблица 2
Содержание основных элементов питания (ДОК) в растениях, в % от сухого вещества
Предшественник Элементы питания
N (азот) Р2О5 (фосфор) К^О (калий)
Пар чистый (контроль) - - -
Люпин 0,60 0,15 0,34
Донник 0,73 0,08 0,28
Горчица 0,35 0,11 0,30
Рапс 0,54 0,12 0,41
Анализ данных табл. 2 показывают, что сухое вещество исследуемых культур содержит неодинаковое количество элементов питания. Причем их соотношение имеет существенные различия даже в одной культуре. Это говорит о том, что для формирования единицы урожая растения потребляют из почвы разное количество азота, фосфора, калия и в разном соотношении.
Как показывает практика, сидераты являются огромным и важнейшим, мало пока используемым резервом увеличения поступления органического вещества в почву. Сидеральные культуры оказывают положительное воздействие на биологическую активность почвы, содержание в ней подвижных питательных веществ. Сидераты повышают плодородие почвы в первую очередь за счёт улучшения минерального питания, в основном азотного, а также обогащая почву органическим веществом и предотвращая тем самым биологическую эрозию, замедляя минерализацию гумуса в парах [10, 12].
Таблица 3
Количество элементов питания (ДОК) поступивших в почву с запашкой зеленой массы растений, кг/га
Сидеральные культуры Элементы питания
N (азот) Р2О5 (фосфор) К^О (калий)
Люпин 62,4 15,6 35,4
Донник 43,1 4,7 16,5
Горчица 19,3 6,1 16,5
Рапс 30,8 6,8 23,4
Данные, приведенные в третьей таблице, свидетельствуют о том, что наибольшее количество азота, фосфора и калия поступило в почву при запашке зеленой массы люпина, используемого в качестве сидерата, и составило 62,4 кг/га азота, 15,6 кг/га фосфора и 35,4 кг/га калия. Это объясняется максимальной урожайностью зеленой массы и сухого вещества сидеральной культуры по отношению к другим предшественникам.
В ЦЧР озимая пшеница является основной зерновой культурой. Достигнуть высокого уровня её урожайности помогает рациональная структура посевных площадей и строгое соблюдение севооборотов. Поэтому основным критерием для обоснования агроприёмов возделывания каждой сельскохозяйственной культуры служит именно уровень её урожайности. Зависимость урожайности озимой пшеницы от предшественников, представлены в табл. 4.
Таблица 4
Урожайность озимой пшеницы, ц/га
Вариант опыта Урожайность
повторность средняя
I II III IV
Пар чистый (контроль) 45,8 46,7 47,4 45,2 46,3
Пар сидеральный (люпин) 46,6 45,1 44,5 46,0 45,6
Пар сидеральный (донник) 43,5 44,8 44,1 43,1 43,9
Пар сидеральный (горчица) 42,7 42,5 43,0 42,1 42,6
Пар сидеральный (рапс) 41,6 41,8 42,5 40,8 41,7
НСРо5= 0,93 ц/га
Как видно из табл. 4 существенной разницы по урожайности зерна озимой пшеницы в зависимости от различных предшественников не наблюдалось. Максимальная урожайность была получена на варианте опыта с чистым и сидеральным люпиновым парами, минимальная - при посеве по сидеральному пару, где в качестве сидерата высевали рапс.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Различные предшественники озимой пшеницы оказали неодинаковое влияние на продуктивность озимой пшеницы. Наибольшая продуктивность культуры была получена по чистому (46,3 ц/га) и сидеральному (люпин) (45,6 ц/га) парам, а самая низкая (41,6 ц/га) наблюдалось по сидеральному рапсовому пару.
2. Сидеральные культуры (люпин, донник, горчица, рапс) обеспечивали поступление в почву 283, 185, 147 и 218 ц/га органического вещества.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиев Т.Г.-Г. Органическое земледелие - здоровье почвенной экосистемы / Т.Г.-Г. Алиев, Л.И. Кривощеков и др. // Сборник матер. Межд. научн. школы «Экологическая педагогика: проблемы и перспективы в свете развития технологий Индустрии 4.0», 2017 - С. 16-19.
2. Баздырев Г.И., Лошаков В.Г., Пупонин А.И. и др. Земледелие. М.: -«КолосС», 2002 - 552с.
3. Влияние некорневых подкормок на формирование урожая озимой пшеницы / A.A. Крюков, Е.В. Пальчиков, С.А. Волков, A.B. Олейник // Сб.: Перспективы развития интенсивного садоводства: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти ученого-садовода, доктора сельскохозяйственных наук, профессора, лауреата Государственной премии РФ, заслуженного деятеля науки РСФСР В.И. Будаговского. - 2016. - С. 218-221.
4. Влияние предшественников на формирование урожая озимой пшеницы и накопление органического вещества в почве / Е.В. Пальчиков, С.А. Волков, Н.В. Картечина, Т.В. Попова // Сб.: Научные инновации - аграрному производству: материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею Омского ГАУ. - 2018. - С. 328-331.
5. Дедов A.B. Органическое вещество почвы и его регулирование в центральном Черноземье. Воронеж, 1999. - 202с.
6. Доспехов Б.А. и др. Практикум по земледелию. - М.: «Колос», 1977 - 367с.
7. Заикин В.П. Зеленые удобрения - путь биологизации и интенсификации земледелия Нижегородской области / Под ред. В.П. Заикина - Нижний Новгород. 1996. - 166 с.
8. Конкурсное сортоиспытание озимой пшеницы селекции Мичуринского ГАУ / В.Д. Маркин, О.Н. Агаурова, П.В. Маркин, М.П. Костенко / / Наука и Образование. - 2019. - № 3. - С. 26.
9. Пальчиков Е.В. Формирования урожайности и качества зерна озимой пшеницы в зависимости от предшественников / Е.В. Пальчиков, Е.Д. Рудковский, Д.А. Новикова // Сб.: Инновационные технологии в АПК: материалы Международной научно-практической конференции, 2018. - С. 201-204.
10. Пальчиков Е.В. Урожайность и некоторые показатели качества зерна озимой пшеницы в зависимости от предшественников / Е.В. Пальчиков, С.А. Волков, И.Н. Мацнев / / Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК -продукты здорового питания. - 2017. - № 2 (16). - С. 24-28.
11. Формирование урожайности сортов озимой пшеницы в условиях северо-востока ЦЧР / В.Д. Маркин, О.Н. Агаурова, С.Ю. Лошаков, П.В. Маркин // Сб.: Научные инновации - аграрному производству: материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею Омского ГАУ. - 2018. - С. 242-246.
12. Шацких Н.А. Агроэкологическая оценка предшественников озимой пшеницы и их влияние на плодородие почвы / Н.А. Шацких, Е.В. Пальчиков, Н.М. Афонин // Сб.: Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: доклады XIII Международной научно-практической конференции молодых ученых.
- 2018. - С. 83-88.
REFERENCES
1. Aliev T.G.-G. Organic farming - the health of the soil ecosystem / T.G.-G. Aliev, L.I. Krivoshchekov and other / / Collection of materials. Int. scientific Schools "Environmental pedagogy: problems and prospects in the light of the development of technologies of Industry 4.0", 2017 - P. 16-19.
2. Bazdyrev G.I., Loshakov V.G., Puponin A.I. and other agriculture. M .: -"KolosS", 2002 - 552 p.
3. The effect of foliar top dressing on the formation of a winter wheat crop / A.A. Kryukov, E.V. Palchikov S.A. Volkov, A.V. Oleinik // Sat .: Prospects for the development of intensive gardening: materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference dedicated to the memory of the gardener, doctor of agricultural sciences, professor, laureate of the State Prize of the Russian Federation, Honored Scientist of the RSFSR V.I. Budagovsky. - 2016 .- P. 218-221.
4. The influence of predecessors on the formation of winter wheat crops and the accumulation of organic matter in the soil / E.V. Palchikov S.A. Volkov, N.V. Kartechina, T.V. Popova // Sat: Scientific innovations - to agricultural production: materials of the International scientific-practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Omsk State Agrarian University. - 2018 .- P. 328-331.
5. Grandfather A.V. Organic matter of the soil and its regulation in the central Chernozem region. Voronezh, 1999 .- 202 p.
6. Armor B.A. and other Workshop on agriculture. - M .: Kolos, 1977 - 367 p.
7. Zaikin V.P. Green fertilizers - the path of biologization and intensification of agriculture in the Nizhny Novgorod region / Ed. V.P. Zaikina - Nizhny Novgorod. 1996 .166 p.
8. Competitive variety testing of winter wheat breeding Michurinsky GAU / V.D. Markin, O.N. Agaurova, P.V. Markin, M.P. Kostenko // Science and Education. - 2019 .
- No. 3. - P. 26.
9. Palchikov E.V. Formation of yield and grain quality of winter wheat depending on predecessors / E.V. Palchikov, E.D. Rudkovsky, D.A. Novikova // Sat .: Innovative technologies in the agro-industrial complex: materials of the International scientific-practical conference, 2018. - P. 201-204.
10. Palchikov E.V. Productivity and some indicators of winter wheat grain quality depending on predecessors / E.V. Palchikov S.A. Volkov, I.N. Matsnev // Technologies of the food and processing industry of the agro-industrial complex - healthy food products. - 2017. - No. 2 (16). - P. 24-28.
11. Formation of the yield of winter wheat varieties in the conditions of the northeast of the Central Chernozem Region / V.D. Markin, O.N. Agaurova, S.Yu. Loshakov, P.V. Markin // Sat .: Scientific innovations - to agricultural production: materials of the International scientific-practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Omsk State Agrarian University. - 2018 .- P. 242-246.
12. Shatskikh N.A. Agroecological assessment of winter wheat precursors and their effect on soil fertility / N.A. Shatskikh, E.V. Palchikov, N.M. Afonin // Sat .: Scientific and technological progress in agricultural production: reports of the XIII International scientific and practical conference of young scientists. - 2018 .-P. 83-88.
