CC BY
42
УДК 631.58
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ
И ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
О. А. Ткачук, канд. с.-х. наук, доцент; А. Н. Орлов, доктор с.-х. наук, профессор; Е. В. Павликова, канд. с.-х. наук, ст. преподаватель
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 8(412) 62-85-46, е-таП: [email protected]
В результате многолетних исследований в стационарном полевом опыте выявлена сравнительная эффективность звеньев севооборота, систем зяблевой обработки почвы, способов посева и регуляторов роста при возделывании яровой пшеницы.
Ключевые слова: звено севооборота, обработка почвы, способы посева, регуляторы роста, засоренность, урожайность, качество.
Сложившиеся за последнее время социально-экономические отношения требуют пересмотра и корректировки систем земледелия с учетом природных и экономических факторов, наличия трудовых ресурсов и конкретных почвенно-климати-ческих условий. Одними из направлений совершенствования систем земледелия являются разработка и освоение энергоресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур на основе совершенствования севооборотов, дифференцированного подхода к системе обработки почвы и других звеньев систем земледелия [2, 4, 9, 10].
Кафедра общего земледелия и землеустройства ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в стационарном полевом опыте, заложенном в 1982 году на базе опытного поля, проводит исследования по определению влияния систем отвальной, безотвальной и минимизированной обработки почвы под культуры зернопаропропашного (черный пар - озимая пшеница - картофель - яровая пшеница - горох - озимая пшеница -кукуруза - ячмень), а с 2006 года - зерно-паротравяного севооборота (чистый пар -озимая пшеница - вико-овес + клевер -клевер 1 г. п. - клевер 2 г. п. - озимая пшеница - яровая пшеница) на засоренность полей, изменение плодородия почвы и урожайность сельскохозяйственных культур без использования минеральных удобрений, химических средств защиты растений от сорняков, болезней и вредителей.
Источником поступления органического вещества в почву являются пожнивно-корневые остатки и солома зерновых культур. Исследования проводятся на черноземе выщелоченном среднегумусном тя-
желосуглинистом по гранулометрическому составу.
На основании многолетних исследований разработаны рекомендации по дифференцированному применению в севооборотах систем отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработок, а также организации их применения, обеспечивающие ресурсосбережение, повышение производительности труда и урожайности сельскохозяйственных культур.
В соответствии с этими рекомендациями производительность на зяблевой обработке повышается на 25...30 %, что позволяет использовать эффект ранних сроков её проведения. Кроме того, при дифференцированном применении систем отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработок почвы в севообороте затраты топлива снижаются на 20.25 %, существенно повышается урожайность сельскохозяйственных культур.
Снижение непроизводственных потерь гумуса на минерализацию и повышение урожайности озимых до их биоклиматического потенциала обеспечивают безотвальная основная и весенне-летняя поверхностная обработки почвы в черных парах, а также минимальная обработка почвы после парозанимающих культур и непаровых предшественников. Минимальная зяблевая обработка путем уменьшения глубины ее проведения широко применяется всеми хозяйствами Пензенской области после сахарной и кормовой свеклы, картофеля, а также после других поздно убираемых культур.
Применение оптимального сочетания систем безотвальной и отвальной зяблевой обработки почвы в восьмипольном зерно-
паропропашном севообороте сглаживает отрицательные стороны дисбаланса почвенных горизонтов по содержанию азота, фосфора и калия, а черный пар, две пропашные культуры и два поля озимых создают благоприятные условия для борьбы со всеми типами сорняков и поддержания засоренности полей на уровне критического порога вредоносности без применения химических мер борьбы с сорняками.
Урожайность зерновых культур в севообороте изменяется в зависимости от применения систем зяблевой обработки почвы, но в то же время показывает целесообразность применения систем безотвальной и минимальной зяби в зернопаропро-пашных севооборотах лесостепи Среднего Поволжья.
По результатам многолетних исследований и анализа научной литературы коллективом сотрудников кафедры сформулированы научные основы применения этих систем зяблевой обработки почвы в севооборотах. Их сущность заключается в том, что:
1) урожайность яровых культур закономерно возрастает с увеличением продолжительности времени между зяблевой обработкой почвы и посевом;
2) поверхностная обработка почвы (лущение, дискование, культивация) вслед за уборкой предшествующей культуры снижает или полностью устраняет (в зависимости от качества поверхностной обработки) отрицательное влияние на урожайность яровых культур поздних сроков зяблевой вспашки, безотвального и плоскорезного рыхления;
3) разноглубинная зяблевая обработка почвы в севообороте с учетом реакции сельскохозяйственных культур на глубину обработки и плотность сложения обрабатываемого слоя оказывает положительное влияние на физические свойства пахотного слоя, почвенные режимы и урожайность сельскохозяйственных культур, повышает производительность и снижает энергетические затраты при основной обработке почвы;
4) эффективность ранних сроков зяблевой обработки почвы снижается, если она бессистемна и ограничивается одной вспашкой, или полностью утрачивается, когда ограничивается плоскорезным рыхлением или лущением, сильно повышающими засоренность посевов яровых культур;
5) минимизация зяблевой обработки после поздних культур и на поздно освобождаемых от соломы полях под яровые культуры с применением в их посевах гер-
бицидов оптимизирует водно-воздушный и пищевой режимы почвы для растений, а также фитосанитарное состояние посевов, обеспечивает высокую агротехническую эффективность [6, 7, 8, 12].
Севооборот неразрывно связан со всей системой агротехнических мероприятий, осуществляемых на полях.
Существующие зернопаровые и зерно-паропропашные севообороты с короткой ротацией и паровым полем, отсутствие в севооборотах культур, восполняющих органическое вещество и азот, не способствуют решению вопроса сохранения и воспроизводства гумуса. Поэтому поиск приемов, регулирующих баланс гумуса, - задача, требующая безотлагательного решения, так как она связана не только со стабилизацией урожайности сельскохозяйственных культур, но и с вопросами экологии.
Регулирование баланса зависит от двух факторов - степени разложения имеющегося почвенного органического вещества и количества вновь поступающего органического вещества для вовлечения его в биологический круговорот.
В почвах черноземной зоны потери гумуса, вызванные минерализацией, достигают 1,0...1,5 т/га пашни в год. Чистые потери гумуса в почве при возделывании зерновых культур составляют в зависимости от уровня урожая от 0,6 до 1,0 т/га в год. Под пропашными потери гумуса в два-три раза выше, а потери гумуса на парах на 10 % выше, чем под интенсивной пропашной культурой.
В совершенствовании структуры посевных площадей и севооборотов важное значение имеет размещение многолетних трав. Многолетние травы являются биологическим средством восстановления и повышения почвенного плодородия. Высокопродуктивные посевы люцерны и люцерно-злаковых смесей на четвертый год жизни после распашки оставляют в почве от 15 до 20 т/га органической массы, в которой содержится 314.329 кг/га азота, 92.122 кг/га фосфора, 69.86 кг/га калия, что в значительной степени снижает потребность в минеральных удобрениях под последующие сельскохозяйственные культуры в севооборотах. В зависимости от насыщения севооборота многолетними травами на 20.40 % снижается нагрузка на технику и сокращаются издержки производства [15].
Поиск путей сокращения трудовых и энергетических затрат является актуальной задачей. Основные направления в решении данной задачи это замена энерго-
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 41
ёмких приёмов менее затратными и внедрение различных технологий минимальной обработки почвы. В настоящее время все большее распространение получает ресурсосберегающая технология производства зерновых, основанная на применении комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов. Такие технологии позволяют сократить затраты, повысить урожайность и качество зерна [13].
В настоящее время необходим переход от сравнительной оценки и совершенствования частных агроприёмов и способов к комплексной разработке ресурсосберегающих приёмов возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах.
В связи с этим разработка оптимальной системы комплексного применения ресурсосберегающих систем основной обработки почвы в сочетании с рациональными способами посева и высокоэффективными регуляторами роста растений для повышения урожайности и качества зерна яровой пшеницы в различных звеньях зернопаро-травяного севооборота является актуальной задачей.
В задачу исследований входило:
1. Определить наиболее рациональную систему зяблевой обработки почвы под яровую пшеницу в паровом и травяном звеньях зернопаротравяного севооборота.
2. Дать сравнительную оценку рядовому и разбросному способам посева.
3. Установить зависимость урожайности и качества зерна яровой пшеницы от применения различных регуляторов роста растений.
В качестве объекта исследований использовался рекомендованный для возделывания в Пензенской области сорт яровой мягкой пшеницы Тулайковская 10.
Исследования проводились в 20072011 гг. на опытном поле ФГУП «Учхоз «Рамзай» Пензенской ГСХА» в условиях полевого стационарного опыта кафедры общего земледелия и землеустройства в восьмипольном зернопаротравяном севообороте (чистый пар - озимая пшеница -яровая пшеница - вико-овес + клевер -клевер 1 г. п. - клевер 2 г. п. - озимая пшеница - яровая пшеница).
Почва опытного участка представлена чернозёмом выщелоченным, тяжелосуглинистым по гранулометрическому составу. Содержание гумуса в среднем по опыту 6,5 %, реакция среды кислая (рНсол 4,8. 4,9), обеспеченность азотом высокая, фосфором и калием - средняя.
Схема опыта:
Фактор А - звенья севооборота:
А0 - чистый пар - озимая пшеница -яровая пшеница (контроль);
А1 - клевер 2 г. п. - озимая пшеница -яровая пшеница.
Уборку зерновых культур проводили с одновременным измельчением и разбрасыванием соломы.
Фактор В - системы зяблевой обработки почвы:
В0 - двухфазная отвальная зяблевая обработка на глубину 20.22 см (контроль);
В1 - двухфазная безотвальная зяблевая обработка на глубину 20.22 см;
В2 - минимальная (мелкая) зяблевая обработка на глубину 12.14 см.
Во всех вариантах обработки проводили предварительное лущение на 6.8 см.
Фактор С - способы посева:
С0 - рядовой посев (контроль);
С1 - разбросной посев.
Норма высева яровой пшеницы 5,0 млн. всхожих зерен на гектар.
Рядовой посев яровой пшеницы проводили сеялкой СЗ-3,6 с последующим при-катыванием кольчато-шпоровыми катками ЗККШ-6. Разбросной посев проводили почвообрабатывающей посевной машиной Обь - 4-ЗТ, которая предназначена для проведения предпосевной обработки почвы за один проход по любым фонам, в том числе по стерневым, с одновременным посевом семян зерновых культур, внесением минеральных удобрений, прикатыванием посевов и образованием верхнего рыхлого мульчирующего слоя.
Трёхфакторный опыт размещен методом расщепленных делянок в четырёх повторениях. Размер делянок первого порядка: длина - 120 м, ширина - 50 м. Общая площадь делянок 6000 м2, учётная площадь - 4000 м2. Размер делянок второго порядка: длина - 50 м, ширина - 6 м. Общая площадь делянок 300 м2, учётная площадь - 200 м2, ширина защитных полос между делянками 2 м. Размер делянок третьего порядка: длина - 25 м, ширина - 6 м. Общая площадь 150 м2, учётная -100 м2.
В наших исследованиях в течение двух лет изучалось влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста Ново-сил, Циркон, Энергия М на урожайность и качество зерна яровой пшеницы.
Все наблюдения, анализы и учёт проводили по общепринятым методикам.
Проведенное нами сравнительное изучение влияния звеньев севооборота и систем основной обработки показало, что они оказывают определенное влияние на водно-физические свойства почвы, что отражает-
ся на росте, развитии и урожайности культур [14].
В годы проведения исследований плотность пахотного слоя была оптимальной для яровой пшеницы во всех вариантах опыта. Уменьшение глубины зяблевой обработки почвы до 12.14 см под яровую пшеницу в паровом и травяном звеньях зернопаротравяного севооборота не приводило к каким-либо существенным изменениям данного показателя, хотя была отмечена тенденция к увеличению плотности пахотного слоя в вариантах с минимальной обработкой почвы. Наибольшее уплотнение пахотного горизонта к уборке яровой пшеницы отмечалось в варианте с минимальной обработкой почвы, где плотность составила 1,09.1,11 г/см3 в слое 0.10 см, 1,19.1,20 г/см3 в слое 10.20 см и 1,23.1,26 г/см3 в слое 20.30 см.
Это не выходит за пределы оптимальных значений для возделывания зерновых культур на чернозёмных почвах и свидетельствует о возможности замены традиционной двухфазной отвальной зяблевой обработки почвы на менее энергоёмкую минимальную.
Результаты исследования режима влажности почвы свидетельствуют, что вид пара в звене севооборота не оказал существенного влияния на запасы влаги. Так, в паровом звене к моменту посева яровой пшеницы количество продуктивной влаги в метровом слое варьировало в пределах 132,7.134,9 мм, перед уборкой - 98,5. 98,9 мм; в травяном звене - 130,4.132,1 мм и 98,3.98,9 мм соответственно.
Исследования по влиянию систем зяблевой обработки почвы показали, что в среднем за период наблюдений запасы продуктивной влаги в метровом слое чернозема выщелоченного в весенний период в варианте со вспашкой составили 131,6 мм, по безотвальному рыхлению - 130,1 мм и минимальной обработке - 133,5 мм.
Перед уборкой яровой пшеницы в метровом слое во всех вариантах обработки почвы содержание продуктивной влаги снизилось за время вегетации за счет потребления растениями, физического испарения и составило в варианте со вспашкой 98,4 мм, по безотвальному рыхлению - 96,4 мм и минимальной обработке - 98,6 мм.
Эффективность той или иной обработки в значительной мере определяется ее влиянием не только на водно-физические свойства почвы, но и на фитосанитарный потенциал посевов, так как регулирование обилия сорняков является одной из задач механической обработки. По данным мно-
гочисленных исследований, вспашка уменьшает засоренность малолетними и многолетними сорняками на 50.60 %. Основным недостатком вспашки является ее высокая энергоемкость, а в последние годы затраты энергии возрастают все больше и больше [3, 5, 11].
Общая засоренность посевов зависит от количества выпавших осадков. Самая высокая засоренность в опыте была во влажном 2008 году. В среднем за годы исследований в травяном звене севооборота засоренность была выше, чем в паровом звене, она составила соответственно 54,8 и 47,5 шт./м2.
В паровом звене севооборота в среднем за годы исследований засоренность была наименьшей в варианте с отвальной обработкой почвы. При замене вспашки безотвальным рыхлением засоренность увеличивалась на 7,4 %, при минимальной обработке - на 12,8 %. Однако эти колебания находятся в пределах ошибки опыта. В травяном звене севооборота проявилась та же закономерность. В среднем за годы исследований при замене вспашки рыхлением засоренность увеличивалась на 5,8 %, при минимальной обработке - на 10,6 %.
Разбросной посев яровой пшеницы, как показали исследования, способствовал существенному снижению засоренности посевов. Так, в фазу всходов количество сорняков в варианте с разбросным способом посева был на 17,0 % ниже по сравнению с рядовым посевом. К концу вегетации растений эта закономерность сохранилась, разбросной посев уменьшал засоренность посевов на 15,7 %.
Итоговым критерием оценки агротехнических приемов является урожайность сельскохозяйственных культур (табл. 1).
Анализ полученных данных показывает, что звенья севооборота существенного влияния на урожайность яровой пшеницы не оказали. Средняя урожайность в паровом звене составила 1,82 т/га, в травяном - 1,90 т/га.
Уменьшение глубины зяблевой обработки почвы с 20.22 до 12.14 см не приводило к существенному снижению урожайности. Так, в варианте со вспашкой урожайность составила 1,87 т/га, а в варианте с минимальной обработкой - 1,85 т/га.
Разбросной способ посева, проведенного многооперационной почвообрабатывающей машиной, увеличивал урожайность на 0,21 т/га по сравнению с рядовым посевом.
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 43
Таблица 1
Урожайность яровой пшеницы в зависимости от звеньев севооборота, систем зяблевой обработки почвы и способов посева, т /га (среднее за 2007-2011 гг.)
Фактор Урожайность, т/га
А звено севооборота В система зяблевой обработки почвы С способ посева
Паровое Двухфазная отвальная Рядовой 1,73
Разбросной 1,95
Двухфазная безотвальная Рядовой 1,70
Разбросной 1,92
Минимальная (мелкая) Рядовой 1,71
Разбросной 1,92
Травяное Двухфазная отвальная Рядовой 1,81
Разбросной 2,03
Двухфазная безотвальная Рядовой 1,78
Разбросной 2,00
Минимальная (мелкая) Рядовой 1,80
Разбросной 1,98
НСР05, т/га: с В - 0,08, С - эактор А - 0,11, 0,10.
Предпосевная обработка семян регуляторами роста способствовала увеличению урожайности яровой пшеницы. Наибольшая прибавка урожая - 0,30 т/га получена при применении регулятора роста Энергия М (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность и показатели качества зерна яровой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян регуляторами роста
Регулятор роста 2010 г. 2011 г.
Урожайность, т/га Содержание Урожайность, т/га Содержание
белка, % клейковины белка, % клейковины
% ед. ИДК % ед. ИДК
Контроль 1,00 16,32 33,2 75 2,24 14,14 33,6 82
Новосил 1,02 16,36 37,6 80 2,41 14,27 36,8 82
Циркон 1,00 16,89 38,4 82 2,36 14,67 37,8 82
Энергия М 1,32 16,92 39,0 87 2,53 14,67 38,4 82
НСР05, т/га 0,09 0,13
Содержание белка - один из самых важных показателей качества зерна яровой пшеницы, который определяет не только питательную ценность зерна и продуктов его переработки, но и технологические свойства [1].
Наибольшее содержание белка (14,67. 16,92 %) и клейковины (38,4.39,0 %) было отмечено в варианте с предпосевной об-
работкой семян регулятором роста Энергия М.
Проведенные исследования позволяют сделать заключение, что комплексный подход, включающий применение в зернопа-ротравяных севооборотах при возделывании яровой пшеницы на черноземных почвах ресурсосберегающей зяблевой обработки почвы (дискование на 6.8 см и культивацию на 12.14 см) в сочетании с предпосевной обработкой семян регулятором роста Энергия М и разбросным способом посева, обеспечивает сохранение почвенного плодородия, снижение энергетических затрат, повышение производительности труда и урожайности возделываемой культуры.
Литература
1. Вельмисева, Л. Е. Формирование продуктивности и качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от приемов возделывания в условиях лесостепи Среднего Поволжья: дис. . канд. с.-х. наук / Л. Е. Вельмисева. - Пенза, 2005. -179 с.
2. Денисов, Е. П. Эффективность энергосберегающих обработок почвы при возделывании яровой пшеницы / Е. П. Денисов, А. П. Солодовников, Р. К. Биктеев // Нива Поволжья. - 2011. - № 3 (20). -С. 21-25.
3. Долбилин, А. В. Влияние основной обработки почвы на засоренность и продуктивность яровой пшеницы / А. В. Долбилин, О. А. Ткачук, Т. П. Стружкина, Е. В. Павли-кова // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сборник материалов международной научно-практической конференции. Том I. - Пенза: РИО ПГСХА, 2011. - С. 14-16
4. Дробышев, А. П. Влияние предшественников на эффективность способов основной обработки почвы под яровую пшеницу / А. П. Дробышев // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - № 6 (80). - С. 12-15.
5. Казаков, Г. И. Земледелие в Среднем Поволжье / Г. И. Казаков, Р. В. Авра-менко, А. А. Марковский. - М.: Колос, 2008.
- 308 с.
6. Кащеев, А. Н. Минимализация основной обработки почвы в севообороте в Пензенской области / А. Н. Кащеев // Ми-нимализация обработки почвы. - М., 1984.
- С. 195-204.
7. Кащеев, А. Н. Севообороты и обработка почвы в интенсивном земледелии / А. Н. Кащеев, А. Н. Орлов. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 153 с.
8. Кащеев, А. Н. Севообороты, обработка почвы в лесостепи Среднего Поволжья / А. Н. Кащеев. - Саратов, 1989. - 68 с.
9. Кислов, А. В. Ресурсосберегающие приемы возделывания яровой твердой пшеницы на Южном Урале / А. В. Кислов, Л. В. Иванова // Земледелие. - 2007. -№ 2. - С. 23-23.
10. Корчагин, В. А. Ресурсосберегающие технологические комплексы возделывания зерновых культур: научно-практическое пособие / В. А. Корчагин. - Самара, 2005. -83 с.
11. Орлов, А. Н. Влияние различных аг-роприемов на засоренность посевов и формирование урожая яровой пшеницы / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук, Е. В Павликова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - № 2 (76). -С. 5-8.
12. Орлов, А. Н. История кафедры общего земледелия / А. Н. Орлов, А. Н. Ка-щеев // Актуальные проблемы земледелия
на современном этапе развития сельского хозяйства: сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры общего земледелия. - Пенза: РИО ПГСХА, 2004. -С. 3-6.
13. Орлов, А. Н. Пути повышения эффективности производства зерновых культур в лесостепи Среднего Поволжья / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук, Е. В Павликова, Н. Н. Тихонов // Нива Поволжья. - 2011. -№ 4 (21). - С. 40-44.
14. Орлов, А. Н. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук, Е. В. Павликова // Достижения науки и техники АПК. - 2009. -№ 7. - С. 28-30.
15. Шакиров, Р. С. Применение удобрений в энергосберегающей системе земледелия / Р. С. Шакиров, В. З. Шакиров // Слагаемые эффективного агробизнеса: обобщение опыта и рекомендации. - Казань, 2005. - С. 44-54.
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 45
