CC BY
20
Ukrainian Journal of Ecology
UkrainianJournal of Ecology, 2017, 7(3), 258-263, doi: 10.15421/2017_77
ORIGINAL ARTICLE UDC633/635:633.1:611.716
Effect of sowing aggregates on sowing quality of spring soft wheat (the case of moderate dry-forest steppe, Altai region)
V.I. Belyaev1, L.V. Sokolova1, V.N. Kuznetsov1, A.V. Matsyura2
1 Altai State Agrarian University Barnaul, Krasnoarmeyskiy Prospekt, 98 E-mail:prof-Belyaev@yandex.ru, l. v.sokol@mail.ru, kusnezow2508@gmail.com
2Altai State University Barnaul, Lenin St., 61 E-mail: amatsyura@gmail. com Submitted: 12.08.2017. Accepted:28.09.2017
In this article, we proposed a rationale for choosing the seeding aggregates to improve the quality of ordinary spring wheat sowing in the moderate arid steppe of the Altai Territory. We determined the actual values and variability of spring wheat sowing quality indicators when different sowing units were used. A comparative evaluation of sowing aggregates was made on the basis of a generalized parameter that characterizes the quality of sowing taking into account their equalization. The study compared the following technologies and seeding machines: direct seeding with the use of the EPPK-2.5 complex; zero technology (No-Till) with sowing complex Condor; traditional technology of cultivation of crops with autumn processing with PG-3-5 gun, presowing processing of APK-7.2 and sowing of SZP-3.6A. The compared variants were randomly located, the sowing was carried out in the third decade of May, the rate of sowing was 5 million virgin grains per hectare, spring soft wheat "Altai 70". Determination of quality parameters of sowing (depth of seeding, the number of plants, plant height and their statistics) were conducted in the 2nd decade of June. During 2013-2016, SZP-3.6A crops had the advantage from the number of shoot and it was 346.1 pcs / m2, which is by 1.84 and 2.34 times was higher than Condor and EPPK-2.5 respectively. The height of plants also had an advantage of SZP-3,6A - 282.6 mm, which was higher by 25.4 mm and 71.2 mm than in Condor and EPPK-2.5 respectively. Each indicator of the quality of sowing was characterized by fluctuated magnitude. High coefficient of variation indicated low quality of sowing. We calculated the equalization coefficient for each parameter to assess the uniformity of crops performed by each machine. The SZP-3,6A seeder exceeded the compared seeding complexes for all three parameters, which indicated higher seed uniformity than Condor and EPPK-2.5. Comparative evaluation of the seeding machines Condor and EPPK-2.5 was ambiguous. At the seeding unit EPPK-2.5, the leveling factor was 12.3% higher than in Condor, the seeding rate was 17.8% lower in comparison with Condor, and the plant height was insignificantly (by 2.1 %) lower than Condor. We suggested a generalized leveling factor to evaluate the sowing aggregates in terms of the quality of sowing, i.e. radius vector drawn up to point A, characterized by the coordinates A (depth of embankment, number of sprouts, and plant height). A better seeding was obtained with the SZP-3.6 A seeding unit (84.2%). The lowest quality parameters for sowing were obtained from the seeding complex EPPK-2.5 (75.9%). Crops with this complex were characterized by the greatest uneven quality of sowing, which requires a correct justification for both the sowing rate, the method of sowing and the width of the rows of cultivated crops according to the technology applied to specific conditions.
Key words: moderate arid forest steppe; sowing aggregates; spring soft wheat; quality parameters of sowing; coefficient of equalization
Сравнительная оценка посевных агрегатов по качеству посева яровой мягкой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края
В.И. Беляев1, Л.В. Соколова1, В.Н. Кузнецов1, А.В. Мацюра2
1Алтайский государственный аграрный университет г. Барнаул, пр-т Красноармейский 98 E-mail:prof-Belyaev@yandex.ru, l v.sokol@mail.ru, kusnezow2508@gmail.com 2Алтайский государ твенный универси те т, г. Барнаул, Ленина, 61, E-mail:amatsyura@gmail.com
В данной статье нами предложено обоснование выбора посевных агрегатов для повышения качества рядового посева яровой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Нами были определены фактические значения и величины разброса показателей качества посева яровой пшеницы при применении различных посевных агрегатов; проведена сравнительная оценка посевных агрегатов на основе обобщенного параметра, характеризующего качество посева с учетом их выравненности. В исследовании сравнивались следующие технологии и посевные машин: прямой посев с применением комплекса ЭППК-2,5; нулевая технология (No-Till) с посевом комплексом Condor; традиционная технология возделывания культур с осенней обработкой орудием ПГ-3-5, предпосевной обработкой АПК-7,2 и посевом СЗП-3,6А. Расположение сравниваемых вариантов в опыте осуществлялось согласно рандомизации. Посев проводился в третьей декаде мая, норма высева 5 млн. всхожих зерен на гектар, сорт яровой мягкой пшеницы «Алтайская 70». Определение показателей качества посева (глубины заделки семян, количества растений, высоты растений и их статистик) проводили во 2 декаде июня. В среднем за 2013-2016 гг. по количеству всходов преимущество имели посевы СЗП-3,6А - 346,1 шт/м2, что в 1,84 и 2,34 раза выше, чем на посевах Condor и ЭППК-2,5 соответственно. По высоте растений преимущество также имели посевы СЗП-3,6А - 282,6 мм, что выше на 25,4 мм и 71,2 мм, чем на посевах Condor и ЭППК-2,5 соответственно. Каждый показатель качества посева характеризуется разбросом своей величины. Высокое значение коэффициента вариации указывает на низкое качество посева. Для оценки однородности посевов, выполненных каждой машиной, был рассчитан коэффициент выравненности по каждому параметру. Сеялка СЗП-3,6А превосходит сравниваемые посевные комплексы по всем трем показателям, что указывает на более высокую равномерность посева, чем у Condor и ЭППК-2,5. Сравнительная оценка посевных машин Condor и ЭППК-2,5 неоднозначна. У посевного агрегата ЭППК-2,5 по глубине заделки коэффициент выравненности на 12,3 % выше, чем у Condor, по количеству всходов на 17,8 % ниже, чем у Condor, а по высоте растений незначительно (на 2,1 %) ниже, чем у Condor.
Для оценки посевных агрегатов по параметрам качества посева предложен обобщенный коэффициент выравненности В°бщ, представляющий собой радиус-вектор, проведенный до точки A, характеризуемой координатами A (глубина заделки; количество всходов; высота растений). Более качественный посев получен при использовании посевного агрегата СЗП-З,6 А (В°бщ =84,2 %). Самые низкие показатели качества посева были получены у посевного комплекса ЭППК-2,5 (В°бщ=75,9 %). Посевы этим комплексом характеризуются наибольшей неравномерностью качества посева, что требует правильного обоснования как нормы высева, так способа посева и ширины междурядий возделываемых культур по данной технологии применительно к конкретным условиям.
Ключевые слова: умеренно засушливая колочная степь; яровая мягкая пшеница; посевные агрегаты; параметры качества посева; коэффициент выравненности
Введение
Современные условия развития сельскохозяйственного производства требуют изыскивать новые резервы повышения эффективности возделывания сельскохозяйственных культур. В настоящее время в Алтайском крае активно ведется техническое и технологическое перевооружение хозяйств. Приобретаются новейшие образцы отечественной и зарубежной почвообрабатывающей и посевной техники (Бе!уаеу, 2013; Бе!уаеу et а1., 2017). В результате возникает необходимость совершенствования технологий возделывания культур и рационального использования машинно-тракторных агрегатов (МТА) не только с точки зрения повышения производительности и снижения погектарного расхода топлива, но и с учетом технологических, экономических и экологических факторов (Бе!уаеу et а!., 2014). Проведение сравнительных экспериментальных исследований позволит обосновать наиболее эффективные технологии возделывания культур и наборы машин для их реализации, которые в значительной мере повысят эффективность использование имеющихся резервов в растениеводстве (СгеЬепЫкоуа et а!., 2016; КтсП§, 2017)). Цель исследования: обосновать выбор посевных агрегатов для повышения качества рядового посева яровой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Задачи:
1. Провести закладку полевого опыта по сравнительной оценке различных вариантов агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте.
2. Определить фактические значения и величины разброса показателей качества посева яровой пшеницы при применении различных посевных агрегатов.
3. Провести сравнительную оценку посевных агрегатов на основе обобщенного параметра, характеризующего качество посева с учетом их выравненности.
Материалы и методы
Объектом исследования является технологический процесс рядового посева яровой пшеницы различными рабочими органами посевных машин.
В рамках международного проекта «Кулунда» с 2013 по 2016 гг. проводился опыт по сравнительной оценке различных вариантов технологий возделывания сельскохозяйственных культурв виде блочных планов. Исследования проводились на поле ФГУП ПЗ «Комсомольский» Павловского района Алтайского края. Все варианты агротехнологий сравнивались в севообороте пшеница-горох-пшеница-рапс.
Схема закладки полевых опытов и распределение опытных делянок на поле приведены на рис. 1.
1
О
БДТ-7+СЗП-3,бА
405 408 406 407
1 Пш it о P 4 P so Пш 2 ГпоПш 3 Пш по Г
Condor
401 402 404 403
1 П игл п Р 2 ГпоПш 4 F пс Пш 3 Пш в»Г
АПК-7,2+СЗП-3,6А
314 313 310 311 312 309
10 9 6 7 8 5
ni Пч Пш по m Пш поПч Пш по m Пш по Пч
Condor
304 302 301 303
4 Р ЕС Еш 2 ГпоПш 1 Пш ко Р 3 Пш по Г
БДТ-7+СЗП-3.6А
205 208 206 207
1 Пш no Р 4 F по Пш 2 ГпоПш 3 Пш по Г
АПК- 7,2+СЗП-З,6А
211 212 209 210 214 213
7 8 5 6 10 9
Пш по Пч ПшпоПт Пш по Пч ПшпоПх Пх Пч
Condor
103 104 102 101
3 4 2 1
Пш по Г F л с Пш Г DO Пш Пш по F
ВДТ-7+ С ЗП-3.fi А БДТ-7+ СЗП-З.бА Condor АПК-7.2+ СЗП-З.6А
005 008 003 011
1 4 3 7
Пш ивР F по Пш Пш по Г Пш поПч
БДТ-7+СЗП-З.бА
107 106 108 105
3 2 4 1
Пш но Г ГпоПш Р со Пш Пш по F
АПК-7.2+ СЗП-З.бА Condor АПК-7Д+ СЗП-З.бА АПК-7Д+ СЗП-З.бА
012 002 009 010
8 2 5 6
Пш по to Г по Пш ПшпоПч ПшпоПх
АПК-7.2+СЗП-3,6А
410 413 414 411 412 409
6 9 10 7 8 5
Пш по Пх Пч Пх ПшпоПч ПшпоПх Пш по Пч
БДТ-7+СЗП-З.бА
305 308 307 306
1 Пш воР 4 F по Пш 3 ПшпоГ 2 ГпоПш
Condor
203 204 201 202
3 Dm во Г 4 F по Пш 1 ПШЕОР 2 Г но Пш
АПК-7.2+СЗП-3,6А
111 112 114 109 110 113
7 8 10 5 6 9
ПшпоПч Пш ЕО Пх Пх Пш во Пч Пш поПх Пч
Condor АПК-7.1+ СЗП-З.бА АПК-7Л+ СЗП-З.бА Condor БДТ-7+ СЗП-З.бА БДТ-7+ СЗП-З.бА
001 013 014 004 007 006
1 9 10 4 3 2
ПШЕОР Пч Пх Р по Пш ПшпоГ ГпоПш
ЭППК-2.5
Пш Г. Пш, Р.
рядк. рядк. рядк. рядк.
ЭППК-2.5
р. Пш. Г. Пш.
Полос. Полос. Полос. Полос.
ЭППК-2,5
Пш. Р. Пш. Г.
Разб. Разб. Разб. Разб.
ЭППК-2.5
Г. Пш. Р. Пш.
Рядк. Рддк. Рядк. Рядк.
ЭППК-2.5
Пш. Г. Пш. Р.
Полос. Полос. Полос. Полос.
Рисунок 1. Схема закладки полевого опыта
В исследовании сравнивались следующие технологии и посевные машин: прямой посев с применением комплекса ЭППК-2,5; нулевая технология (No-Till) с посевом комплексом Condor; традиционная технология возделывания культур с осенней обработкой орудием ПГ-3-5, предпосевной обработкой АПК-7,2 и посевом СЗП-3,6А. Применяемые в исследовании посевные комплексы приведены на рис. 2.
Рисунок 2. Посевные машины: а - посевной комплекс ЭППК-2,5; б - посевной комплекс Condor; в - сеялка СЗП-3,6А
Почвообрабатывающий посевной комплекс ЭППК-2,5 имеет рабочую ширину захвата 2,5 м. Комплекс оборудован сошниками с горизонтальными сферическим дисками (рис. 3а), расстояние между сошниками 41 см. За счет конструкции делителя сошника возможно изменять способ посева культур от рядового до разбросного. Опытный образец посевного комплекса Condor компании «Amazone» предназначен для рядового посева сельскохозяйственных культур по технологии «No-Till». Ширина захвата 3,0 м, тип сошника - анкерный копирующий с междурядьем 25 см (рис. 3б). Сеялка СЗП-3,6А предназначена для рядового посева семян зерновых в предварительно обработанную почву. Ширина захвата 3,6 м, междурядье - 15 см, тип сошника - двухдисковый (рис. 3в) (Belyaev et al., 2014, 2017).
в^Щ
а)
б)
в)
Рисунок 3. Рабочие органы посевных машин: а -ЭППК-2,5; б -Condor; в - СЗП-3,6А
Расположение сравниваемых вариантов в опыте осуществлялось согласно рандомизации. Посев проводился в третьей декаде мая, норма высева 5 млн. всхожих зерен на гектар, сорт яровой мягкой пшеницы «Алтайская 70». Определение показателей качества посева (глубины заделки семян, количества растений, высоты растений и их статистик) проводили во 2 декаде июня. Отбор образцов и обработку результатов осуществляли в полном соответствии с «Методикой полевого опыта» Б.А. Доспехова (1979). Достоверность полученных данных базируется на применении современных методов математической обработки и статистического анализа многофакторного эксперимента, пакетов прикладных программ Statistics 6,0, Matlab.
Результаты и их обсуждение
Рассмотрим варианты рядового посева яровой пшеницы представленными выше рабочими органами посевных машин.
В результате проведенных экспериментальных исследований по различным посевным агрегатам определены средние значения показателей качества посева: глубины заделки семян, количества всходов на 1 м2 и высоты растений. Результаты приведены в табл. 1.
Таблица 1. Средние значения показателей качества посева пшеницы по различным посевным агрегатам
Посевной агрегат
СЗП-3,6А
Condor
ЭППК-2,5
Глубина заделки семян, мм 39,5 44,9 42,1
Параметр качества посева Количество всходов, шт./м2
346.1
188.2 147,7
Высота растения, мм
282,6 257,2 211,4
В среднем за 2013-2016 гг. по количеству всходов преимущество имели посевы СЗП-3,6А - 346,1 шт/м2, что в 1,84 и 2,34 раза выше, чем на посевах Condor и ЭППК-2,5 соответственно.
По высоте растений преимущество также имели посевы СЗП-3,6А - 282,6 мм, что выше на 25,4 мм и 71,2 мм, чем на посевах Condor и ЭППК-2,5 соответственно.
Каждый показатель качества посева характеризуется разбросом своей величины. Высокое значение коэффициента вариации указывает на низкое качество посева.
Для оценки однородности посевов, выполненных каждой машиной, рассчитан коэффициент выравненности по каждому параметру:
В = 100-5-100 %
x
(1)
где г - среднее квадратичное отклонение; х - среднее значение показателя.
Результаты расчета коэффициента выравненности по каждому показателю приведены в табл. 2.
Таблица 2. Средние значения коэффициентов выравненности по различным посевным агрегатам, %
Посевной агрегат
СЗП-3,6А
Condor
ЭППК-2,5
Показатель качества посева Глубина заделки семян Количество всходов 87,9 82,2
72,0 82,2
84,3 64,4
Высота растения 82,4 79,8 77,7
Как показывает анализ, сеялка СЗП-3,6А превосходит сравниваемые посевные комплексы по всем трем показателям, что указывает на более высокую равномерность посева, чем у Condor и ЭППК-2,5. Сравнительная оценка посевных машин Condor и ЭППК-2,5 неоднозначна. У посевного агрегата ЭППК-2,5 по глубине заделки коэффициент выравненности на 12,3 % выше, чем у Condor, по количеству всходов на 17,8 % ниже, чем у Condor, а по высоте растений незначительно (на 2,1 %) ниже, чем у Condor.
Для оценки посевных агрегатов по параметрам качества посева предложен обобщенный коэффициент выравненности5°6щ, представляющий собой радиус-вектор, проведенный до точкиД характеризуемой координатами A (глубина заделки; количество всходов; высота растений). В расчетах сделано допущение, что значимость каждого показателя качества посева одинакова. Геометрическая интерпретация обобщенного коэффициента выравненности показана на рис. 3.
Рисунок 4. Геометрическая интерпретация обобщенного коэффициента выравненности качества посева
Величина коэффициента В°6щ характеризуется длиной радиус-вектора, вычисляемой в декартовых координатах по выражению:
Б°бщ =Л/ В + Б: + В:, (2)
где В, В2, В - соответственно значения коэффициента выравненности по глубине заделки, количеству всходов и высоте растений.
Приведем максимально возможный коэффициент к 100 %:
^общ
побщ _ прив
■ 100 %,
(3)
Результаты расчета обобщенного коэффициента выравненности показаны на рис. 5.
Рисунок 5. Значение обобщенного коэффициента выравненности по различным посевным агрегатам_
Ukrainian Journal of Ecology, 7(3), 2017
Результаты исследования показывают, что более качественный посев получен при использовании посевного агрегата СЗП-3,6 А (5°6щ =84,2 %). Самые низкие показатели качества посева были получены у посевного комплекса ЭППК-2,5 (В°бщ=75,9 %). Посевы этим комплексом характеризуются наибольшей неравномерностью качества посева, что требует правильного обоснования как нормы высева, так способа посева и ширины междурядий возделываемых культур по данной технологии применительно к конкретным условиям.
Выводы
Сравнение посевных машин по средним показателям глубины заделки семян, количества всходов и высоты растений, а также их выравненности не дает однозначного представления о преимуществах того или иного комплекса в целом. Предложенный обобщенный коэффициент выравненности посевов позволил сравнить количественно посевные машины по качеству посева. Так посевы СЗП-3,6А обладают наибольшей выравненностью (84,2 %), что указывает на его преимущество перед посевными комплексами Condor (78,1 %) и ЭППК-2,5 (75,9 %) в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Окончательный вывод о преимуществах какого-либо варианта посева можно сделать только после комплексного анализа сравниваемых технологий возделывания культур в севообороте на основе затрат и выхода конечной продукции.
Referenes
Belyaev, V.I. (2013). Technical and technological support of resource-saving technologies of grain production in the Altai Territory. Actual statistics of Siberia. Information and Statistical Journal, 1, 72-81 (in Russian).
Belyaev, V.l., Minel, T., Kozhanov, S.A., Thyssen, R., Belyaev, V.V., Kozhanov, N.A. (2014). International project "Kulunda": justification of innovative complexes of machines and technologies for cultivating crops for the steppe zone of the Altai Territory. Agrarian Science - Agriculture. IX International Scientific and Practical Conference. Barnaul: RIO of the Altai State University, 2014
Belyaev, V.I. Volnov, V.V., Sokolova, L.V., Kuznetsov, V.N., Matsyura, A.V. (2017). Influence of seeding technologies on agroecological parameters of grain crops. Ukrainian Journal of Ecology, 2017, 7(2), 130-136. DOI: 10.15421 /2017_30 Grebennikova, N., Schaarschmidt, F., Heinicke, S., Guggenberger, G. (2016). Land-use change under different climatic conditions: Consequences for organic matter and microbial communities in the Siberian steppe soils., Agriculture, Ecosystems & Environment, 235, 253-264. DOI: 10.1016/j.agee.2016.10.022
Kindig, W. The benefits of No-till. Retrieved from: http://www.yorkccd.org/agricultural-programs/no-tillcover-crops-articles/ Accessed on 29.09.2017.
Citation:
Belyaev, V.I., Sokolova, L.V., Kuznetsov, V.N., Matsyura, A.V. (2017). Effect of sowing aggregates on sowing quality of spring soft wheat (the case of moderate dry-forest steppe, Altai region). Ukrainian Journal of Ecology, 7[3), 258-263. I Thk work Is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
