CC BY
33
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
УДК 633.16:631.5(571.1)
Совершенствование технологии возделывания ячменя в Лесостепи Западной Сибири
Л.В. ЮШКЕВИЧ, доктор сельскохозяйственных наук А.Г. ЩИТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Н.И. ЕГОРОВА, Е.В. ШТРО Сибирский НИИ сельского хозяйства E-mail: sibniish@bk. ru
Длительными исследованиями установлено влияние различных по интенсивности систем обработки почвы и средств интенсификации в полевом севообороте на элементы почвенного плодородия, состояние агрофитоценоза, урожайность адаптивных сортов ячменя в засушливых агроландшафтах Западной Сибири.
Ключевые слова: ячмень, система обработки почвы, средства интенсификации, элементы почвенного плодородия, агрофитоценоз, урожайность зерна.
В сложных почвенно-климатичес-ких условиях региона, при ограниченных материальных и людских ресурсах, Западная Сибирь вносит существенный вклад в зерновой баланс страны, производя ежегодно до 10-12 млн т зерна, или 12-1S % общероссийского сбора. На душу населения здесь производится в год около 700-800 кг зерна, в том числе в Омской области - более 1,S т, что в два раза выше, чем в среднем по России.
В структуре посевных площадей Сибирского региона преобладают зерновые культуры, занимающие 8,6 млн га (62 % общей посевной пло-w щади), из них более 6 млн га (72 %) о отведено под яровую пшеницу. Яч-N менем засевается до 2 млн га (20-s} 24 % площади зерновых культур). В ш зоне рискованного земледелия | именно эта культура является надеж-§ ным и ценным источником продо-® вольственного и фуражного зерна, § однако в Сибири ячменя производится
26
ся в два-три раза меньше необходимого количества.
В Омской области при общей площади посева зерновых культур 2 млн га посевы ячменя занимают около 260 тыс. га (13,7 %, в том числе в южной лесостепной зоне - ^,8 %). В ближайшей перспективе площади этой культуры, в том числе и на пивоваренные цели, должны вырасти до 300 тыс. га, в том числе в южной лесостепи - до 110-120 тыс. га.
В последние 20 лет в регионе продуктивность зерновых культур стабилизировалась на уровне 1,20-1^0 т/га и менее (степная зона -1,19 т/га, южная лесостепная - 1,47 т/га), что не соответствует потенциальным возможностям территории и свидетельствует о практически полной исчерпанности возможностей экстенсивных технологий. Современные зональные технологии выращивания ячменя должны быть ресурсосберегающими, основанными на рациональном применении средств интенсификации и новых, более продуктивных и качественных сортов, обеспечивающих повышение урожайности на 40-60 % и более.
В нашем институте с 1986 по 2011 гг. в стационарном пятипольном зер-нопаровом севообороте с размещением ячменя в замыкающем поле изучались различные по интенсивности системы обработки почвы. Почвенный покров опытных участков представлен в основном обыкновенным и выщелоченным черноземами с содержанием гумуса до 7-8 %. Климат южной лесостепной зоны континентальный, с проявлением ветровой эрозии и частыми атмосферными засухами (один раз в пять лет). Продолжительность безморозного периода - 11S-12S сут., вегетационного - 160-16S сут., но его часто со-
кращают поздние весенние и ранние осенние заморозки. Годовое количество осадков - 350-400 мм, из них 180-220 мм выпадает за вегетационный период; ГТК 1,0-1,1.
Ячмень высевали в заключительном поле пятипольного зернопаро-вого севооборота (чистый пар - яровая пшеница - яровая пшеница -яровая пшеница - яровой ячмень).
Схема стационарного опыта включала следующие варианты основной обработки почвы в севообороте: 1 - отвальная вспашка на глубину 2022 см ежегодно; 2 - комбинированная обработка с чередованием отвальной на 20-22 см и плоскорезной на 10-12 см; 3 - плоскорезная на глубину 10-12 см; 4 - минимально-нулевая (без ежегодной осенней обработки). Эти варианты исследовали на различных фонах применения средств интенсификации: удобрений (N24P36 на 1 га пашни), рекомендованных гербицидов против двудольных и мятликовых сорняков в баковых смесях (фунгицид Тилт, 0,5 л/га; ретардант ТУР в смеси с кам-позаном, а в последние годы - Це-ЦеЦе, 1,5 л/га; факультативно инсектициды - БИ-58, 1,0 л/га, Фастак, 0,3 л/га) и комплексное сочетание средств интенсификации. Контролем среди вариантов основной обработки почвы служил вариант с ежегодной отвальной обработкой на 20-22 см, среди вариантов средств интенсификации - вариант без применения химических средств.
Сорта ячменя Омский 85, Омский 87, Омский 90, Анабель и Беатрис высевали в третьей декаде мая, норма высева - 4,5 млн всхожих зерен на 1 га. Размещение вариантов в стационаре последовательное, повтор-ность четырехкратная. Уборка урожая однофазная, с оставлением измельченной соломы на поле в качестве мульчи.
Погодные условия в годы исследований в целом были близки к средним многолетним значениям. Самые низкие показатели ГТК с выраженной засухой отмечались в период вегетации ячменя в 1988 г.
(0,38), 1989 г. (0,66), 1998 г. (0,56), 1999 г. (0,60), 2004 г. (0,70), 2008 г. (0,69) и 2010 г. (0,55).
Многолетние наблюдения показали, что почвозащитные приемы обработки почвы (варианты 3, 4) способствовали оптимизации сложения ее верхнего слоя к посеву культуры (1,05-1,18 г/см3), повышали содержание водопрочных агрегатов в варианте с комплексной химизацией (до 15-20 %), особенно в подповерхностном (10-20 см) слое, что во многом связано с повышением гумуси-рованности и обогащения почвы органическим веществом. Длительное (19 лет) применение ресурсосберегающих обработок (варианты 3, 4) черноземных почв способствовало оптимизации соотношения газообразной и жидкой фазы в верхнем (0-30 см) слое - 1,11-1,17, а комплексное применение средств химизации приближает соотношение к оптимуму (1,07). В данных вариантах со временем повысилось содержание растительных остатков на поверхности поля, эрозионная устойчивость поля и основной показатель плодородия - содержание гумуса в слое 0-20 см (на 0,27-0,30 %). По влиянию на содержание гумуса в пахотном слое варианты обработки почвы под ячмень располагаются в следующем убывающем порядке: плоскорезная - минимально-нулевая - комбинированная - отвальная [1, 2].
Ресурсосберегающие обработки (варианты 3, 4) со временем повысили гетерогенность почвенного профиля по биологической активности: биогенность пахотного (0-20 см) слоя усилилась в среднем на 17 % по сравнению со вспашкой и существенно снизилась активность микрофлоры в подпахотном (20-30 см)
слое. Накопление в почве нитратов в вариантах с минимальной обработкой снижалось относительно вспашки до 28-30 %, однако при систематическом использовании азотно-фосфорных удобрений различие между вариантами обработки сглаживалось [3].
Водный режим почвы на плоскорезных обработках в течение вегетации культуры складывался более благоприятно, чем при ежегодной вспашке. Варианты обработки почвы по влиянию на влагозапасы к посеву располагались по мере убывания так: комбинированная - плоскорезная -отвальная - минимальная. Наименее благоприятный водный режим почвы в течение вегетации ячменя отмечался в варианте 4 при минимально-нулевой системе обработки, и уступал вариантам I и 3 на 13-^ % при повышении коэффициента водопот-ребления на контроле (без средств химизации) до 110 мм/т зерна. Комплексное применение средств интенсификации способствовало снижению коэффициента водопотребле-ния в среднем с 104 до 76 мм на 1 т зерна, или на 27 %.
Засоренность агрофитоценоза на контроле (без средств химизации) изменялась от средней до сильной степени (10,2-21,1 %) с обратной сопряженностью с уровнем интенсивности обработки почвы в севообороте. Применение химической прополки снижало засоренность посевов ячменя в среднем в 1,7 раза, а комплексной химизации - в 2,0-2,2 раза при преобладании в агрофитоцено-зе мятликовых сорняков. В целом связь засоренности посевов ячменя с его продуктивностью достигает сильной и средней отрицательной сопряженности (- 0^6 - 0,80). Сни-
жение урожайности зерна от степени засоренности посевов по вариантам химизации возрастает от отвальной к минимально-нулевой системе обработки в среднем на с 26,3 до 3S,8 %. Аналогичная закономерность установлена и в Новосибирской области [3].
Пораженность растений зерновых культур корневыми гнилями в севообороте при комплексном применении средств химизации повышалась из-за увеличения массы растительных остатков в среднем на 16-29 %, возрастая от пшеницы к ячменю в 1,9-2,2 раза и от отвальной обработки к минимальной - на 36-41 %.
Полевая всхожесть ячменя в вариантах без средств химизации слабо изменялась в зависимости от способов обработки почвы (68-72 %), а сохранность растений к уборке имела тенденцию снижения по мере сокращения интенсивности обработки почвы, повышаясь на фоне комплексной химизации в среднем с 72 до 80 %.
Влияние интенсивности обработки почвы на изменение элементов структуры урожая ячменя проявлялось менее заметно, чем средств интенсификации. При их комплексном применении масса снопа ячменя возрастала в среднем в 1,9 раза, количество продуктивных стеблей -на 44 %, продуктивная кустистость -на 27 %, озерненность колоса - на 1S %, что в конечном итоге оказало существенное влияние на урожайность культуры (табл.).
Урожайность зерна ячменя в зависимости от варианта изучаемых технологий изменялась в довольно широком диапазоне - от 1,S0 т/га на экстенсивном фоне при предельно минимальной обработке почвы до
Урожайность ячменя в зависимости от систем обработки почвы и применения средств химизации, т/га
(в среднем за 1986-2011 гг.)
Средства химизации (фактор В) Обработка почвы (фактор А) Средняя по фактору В, НСР05= 0,05 т/га Варьирование урожайности, %
Отвальная Комбинированная Плоскорезная Минимально-нулевая
Без средств химизации (контроль) 1,92 1,70 1,67 1,50 1,70 45,9
Гербициды 2,54 2,49 2,36 2,14 2,38 28,2
Удобрения 2,40 2,16 2,17 1,96 2,17 41,0
Гербициды с удобрения 2,87 2,85 2,78 2,58 2,76 24,4
Гербициды с удобрения с фунгициды 2,96 3,00 2,98 2,76 2,93 21,9
Гербицды+удобрения+фунгициды с 3,06 3,12 3,03 2,89 3,02 23,6
ретарданты (комплексная химизация)
Средняя по фактору А, НСР0_ =0,05 т/га 2,62 2,55 2,52 2,30 2,49 ср.
Варьирование урожайности, % 28,0 27,8 28,3 32,5 30,8 ср.
НСР05 для частных сравнений 0,14 т/га
U ф 2 ä ф Ь ф ä
s
ф
Z
IO
N>
P
о ^
со
3,12 т/га в варианте с комплексным применением средств интенсификации и комбинированной системе обработки в севообороте.
При отсутствии или ограниченном использовании средств интенсификации отмечается четкая закономерность снижения урожайности зерна ячменя по мере сокращения интенсивности обработки почвы. На фоне комплексного применения средств химизации различие между полярными по интенсивности обработками почвы сглаживалось и составило только 0,23 т/га, или 7,4 %.
Систематическое применение гербицидов повысило урожайность ячменя на 0,68 т/га, или на 40,0 %, удобрений - на 0,47 т/га (27,6 %), гербицидов и удобрений - на 1,06 т/га (62,4 %), фунгицидов - на 0,17 т/га (6,2 %), ретардантов - на 0,09 т/га (3,1 %) и комплексной химизации - на 1,32 т/га, или почти в 1,8 раза.
Анализ варьирования урожайности (по данным за 26 лет) в зависимости от технологии возделывания и гидротермических условий показал, что продуктивность культуры в вариантах с комплексным применением средств интенсификации и ре-сурсрсберегающей комбинированной системой обработки почвы менее подвержена капризам погоды, в том числе и засухе, и обладает более высокой стабильностью - 21,927,8 %. Значительная изменчивость и варьирование урожайности по годам в зависимости от использования средств интенсификации более выражено на контроле (без химизации) и на фоне применения удобрений без химической прополки посевов -41,0^,9 %. Совместное применение трех-четырех средств интенсификации при выращивании ячменя повышает устойчивость урожайности относительно контроля (без химизации) в среднем с 46 до 22-24 %, или в два раза. Рациональная комбинированная обработка почвы в полевом севообороте повышает устойчивость ячменя к стрессовым « факторам и увеличивает производ-
0 ство зерна в среднем на 14^ %, в ^ том числе на фоне совместного при-2 менения гербицидов и удобрений -« на 22,1 %.
1 Комбинированный способ обра-
ё ботки почвы (вариант 2) в полевых ф
1; севооборотах в сочетании с рациона нальным применением средств ин-00
тенсификации способствуют повышению и стабилизации продуктивности зерна ячменя, оптимизации технологических свойств и белка в зерне пивоваренных сортов до уровня требований стандарта (12 %).
Таким образом, почвенно-клима-тические ресурсы юга Западной Сибири позволяют расширить площадь выращивания и повысить продуктивность ярового ячменя, в том числе в Омской области, до 300 тыс. га, в южно-лесостепных агроландшафтах - до 110-120 тыс. га с увеличением объемов заготовки пивоваренных сортов.
Нужно обратить внимание на то, что длительная минимизация приемов обработки почвы способствует оптимизации агрофизических параметров верхнего слоя черноземных почв, но снижает влагопровод-ные функции, биогенность подповерхностного (20-30 см) слоя, азотного режима почвы и способствует нарастанию засоренности агрофитоцено-за, что со временем приводит к снижению продуктивности ячменя.
При отсутствии или ограниченном использовании средств интенсификации урожайность ячменя снижается по мере сокращения интенсивности обработок почвы. В вариантах с комплексным применением средств интенсификации и ресурсрсберега-ющей комбинированной системы обработки продуктивность ячменя менее подвержена капризам погоды, в том числе и засухе, и обладает более высокой стабильностью (коэффициент вариации 21,9-27,8 %).
Литература
I. Юшкевич Л.В. Ресурсосберегающая система обработки почвы и плодородие черноземных почв при интенсификации возделывания зерновых культур в южной лесостепи Западной Сибири: дисс. ... д-ра с.-х. наук. - Омск, 2001. - 490 с.
2. Юшкевич Л.В., Аниськов Н.И. Яровой ячмень в Западной Сибири//3ем-леделие, 2010. - № 6 - С. 3-5.
3. Мавленко А.Н., Хамова О.Н., Юшкевич Л.В. Плодородие лугово-чернозем-ной почвы и урожайность яровой пшеницы при ресурсосберегающей комбинированной обработке//Плодородие, 2010. - № 5 - С. 21-23.
4. Садохина Т.П., Власенко Н.Г., Коротких Н.А. Фитосанитарная оптимизация посевов ячменя. - Новосибирск, 2011. - 192 с.
Статья поступила в редакцию 15.03.2012
Improvement of the technology of barley cultivation in forest-steppe zone of Western Siberia
L.V. Yuchkevich, A.G. Schitov, 3N.I. Egorova, E.V. Shtro
Influence of soil treatment with different intensities and intensification factors in crop rotation on the elements of soil fertility, state of the agrophytocenosis, grain yield of adaptive barley varieties in dry agricultural landscapes of Western Siberia was shown by long-term studies. Keywords: barley, soil treatment system, intensification factors, soil fertility elements, agrophytocenosis, grain yield.
28
Iîëââîànôâî.p65 28 03.02.2013, 20:16
