CC BY
20
_________АГРОТЕХНОЛОГИИ И РАСТЕНИЕВОДСТВО____________________________
УДК 631.872: 633.1
СТАТИСТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПЛОДОРОДИЯ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬЮ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
А.И. Беленков, Д.Н. Дорошенко, А.А. Холод
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Рассмотрена математическая зависимость урожайности зерновых культур от ряда показателей, характеризующих уровень и динамику плодородия светло-каштановых почв Нижнего Поволжья.
В засушливых условиях Нижнего Поволжья, в т.ч. Волгоградской
области, роль и значение севооборотов, приемы сохранения и повышения
плодородия почвы исследовались учеными Волгоградской госсельхозакадемии (ранее Волгоградского СХИ) В.Ф. Шубиным, К.Г. Шульмейстером, А.М. Гавриловым, И.Ф. Сайко, В.В. Коринцом, А.Н. Суховым, А.И. Беленковым.
Профессор В.Ф.Шубин в своих работах осветил вопросы изучения орошаемых и богарных севооборотов. Особое внимание он уделял основным конструктивным элементам правильных севооборотов, а именно - чистым парам и многолетним травам, которые в то время стали первыми жертвами необоснованного насаждения пропашной системы земледелия. Он отмечал, что положительное влияние трав на плодородие и агрофизические свойства почвы и их окультуривающая роль прослеживается в течение всей ротации. Многолетние травы как составное звено научно обоснованного растениеводства и связующий элемент между земледелием и животноводством должны занять подобающее место в сельскохозяйственном производстве (9).
Профессор К.Г. Шульмейстер провел всестороннюю проверку научных и практических данных построения и внедрения севооборотов в производственных условиях различных областей Нижнего Поволжья. Он заключает, что введение правильных севооборотов является эффективным агротехническим мероприятием по повышению урожайности и ускоренному увеличению производства зерна (10).
Академик А.М. Гаврилов на протяжении полувека изучал структуру посевных площадей и построение схем севооборотов прежде всего в условиях орошения. В полевых богарных севооборотах им изучены методы и приемы регулирования почвенного плодородия (2, 3).
Доцент И.Ф. Сайко в учхозе «Горная Поляна» провел изучение различных вариантов схем севооборотов, в результате которых установлены наиболее продуктивные, где рационально сочетаются различные по биологии и агротехнике возделывания культуры, обоснована доля чистых паров и процентное соотношение озимых и яровых посевов (6, 7).
Профессор А.Н. Сухов (8) и доцент А.И Беленков (1) дали комплексную оценку различным схемам полевых севооборотов в сухостепной и полупустынной зонах Нижнего Поволжья, эффективности различных приемов регулирования почвенного плодородия, прежде всего, биологизированными методами (посев сидератов, многолетних трав, запашка соломы).
Доктор с.-х. наук В.В. Коринец обосновывает роль севооборотов с позиций агроэнергетической эффективности, увязывая при этом почву, агробиоценоз и солнечную радиацию в единое целое (4, 5).
На основании обобщения и анализа результатов многолетних научных исследований и практического опыта нами выявлена математическая зависимость урожайности зерновых культур от ряда показателей, характеризующих уровень и динамику плодородия светло-каштановых почв.
Стационарные полевые опыты и производственные испытания по изучению полевых севооборотов, сохранению и повышению плодородия почвы в них проводились в сухостепной зоне на базе учхоза «Горная Поляна» Волгоградской госсельхозакадемии и в полупустынной зоне в рамках Прикаспийского НИИ аридного земледелия (ПНИИАЗ), находящихся, соответственно, на территории Волгоградской и Астраханской областей.
В учхозе исследовались несколько вариантов двух-, семипольных зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов с площадью чистого пара от 14,3 до 50,0 %. Плодородие почвы здесь поддерживалось за счет правильного чередования агротехнически и биологически разнородных культур и пара. В ПНИИАЗе также изучались двух-, четырехпольные севообороты, в которых почвенное плодородие обеспечивалось путем запашки пожнивной соломы, возделывания многолетних трав и сидератов под пар и зерновые культуры.
Статистическая взаимосвязь урожайности зерновых культур (У) и отдельных параметров почвенного плодородия (X) светло-каштановых почв оценивалась путем расчета коэффициента корреляции (г) и решения уравнения линейной регрессии: У = у + Ьху(Х-х). В качестве составляющих показателей плодородия почвы представлены: Х1 - плотность сложения пахотного слоя почвы, т/м ; Х2 - ранневесенний запас продуктивной влаги метрового слоя почвы, мм; Х3 - масса пожнивно-корневых остатков зерновых культур, из которой образуется гумус, т/га; Х4 - биологическая активность почвы, % распада полотна; Х5 - биологическая токсичность почвы, %.
В результате проведенных исследований установлено, что для условий сухостепной зоны учхоза «Горная Поляна» в неблагоприятные по увлажнению годы математическая зависимость между плотностью почвы и урожайностью полевых культур, изучаемых в опыте, выражается коэффициентом корреляции г, равным + 0,27, что свидетельствует о слабой связи. При этом регрессионная зависимость выражается уравнением: У = 2,16X1 - 1,98, где У -урожайность опытных культур, т/га; Х1 - плотность сложения пахотного слоя почвы, т/м . Из этого следует, что с увеличением плотности почвы на 0,1 т/м (от 1,16 до 1,26) урожайность увеличивалась с 0,53 до 0,74 т/га, что можно объяснить уменьшением испарения влаги.
В благоприятные по увлажнению годы статистическая зависимость между плотностью почвы (X) и урожайностью сельскохозяйственных культур (У) определялась коэффициентом корреляции (г) = -0,43 и уравнением регрессии У= -4,26X1 + 7,06. С увеличением плотности от 1,20 до 1,35 т/м3 урожайность уменьшается с 1,95 до 1,31 т/га, т. е. взаимозависимость обратная, средней степени.
В условиях засушливой полупустыни Прикаспийского НИИ аридного земледелия плотность сложения почвы (X) и урожайность полевых культур (У) определялась математической зависимостью с коэффициентом корреляции, равным -0,45 - обратной, средней степени, и уравнением линейной регрессии: У = -3,6X1-3,71; т. е. с увеличением плотности в среднем на 0,1 т/м урожайность убывала с 1,51 до 1,11 т/га.
Математическая зависимость между весенними влагозапасами метрового слоя почвы (Х2) и урожайностью с.-х. культур (У) в учхозе «Горная Поляна» для неблагоприятного периода исследований обусловливается коэффициентом корреляции г = +0,65, т.е. зависимостью средней степени и уравнением регрессии: У = 0,033Х2 - 1,04. Это означает, что в такие годы при
весенних влагозапасах метрового слоя в 38 мм средняя урожайность полевых культур составит 0,21 т/га, при содержании продуктивной влаги 68 мм - 1,21 т/га.
В благоприятные годы в рамках учхоза соотношение между запасами продуктивной влаги (Х2) и урожайностью с.-х. культур (У) выражается коэффициентом корреляции г = +0,42. Степень связи относительно
неблагоприятных лет слабее, уравнение регрессии имеет вид: У = 0,26Х2 -0,43. При увеличении содержания воды от 50 до 107,4 мм в метровом слое почвы наблюдается увеличение урожайности от 1,09 до 2,23 т/га.
В полевых опытах ПНИИАЗа статистическая закономерность между содержанием воды в почве (Х2) и урожайностью зерновых культур (У) соответствовала средней степени корреляция с коэффициентом г = +0,62 и уравнением регрессии У = 0,018Х2 - 0,027. При увеличении влагозапасов весной с 47,1 до 81 мм урожайность опытных культур возрастала с 0,82 до 1,43 т/га, т.е. наблюдалась прямолинейная зависимость двух сопряженных величин.
В учхозе «Горная Поляна» масса корней (Х3) и урожайность подопытных культур (У) коррелирует прямолинейно, в сильной степени, о чем свидетельствует коэффициент г = +0,93. Уравнение регрессии имеет вид У = 0,887Х3 + 0,152, отсюда следует, что с увеличением урожайности от 0,7 до 1,90 т/га корневая масса возрастает от 0,65 до 1,95 т/га.
Изучение влияния обогащения органическим веществом (Х3) почвы на продуктивность с.-х. культур (У), проведенное в ПНИИАЗе, показало взаимосвязь между ними с коэффициентом корреляции + 0,29, при этом уравнение регрессии имеет вид: У= 0,038Х3 + 1,13; при накоплении полевыми культурами надземной массы и корней от 3,5 до 9,38 т/га урожайность последующих культур составила 1,13-1,49 т/га.
Масса пожнивно-корневых остатков (Х3) и продуктивность зерновых культур (У) в параллельном опыте учхоза «Горная Поляна» коррелировали с коэффициентом +0,42. Регрессионная зависимость составила У= 0,1Х3 + 1,01; при запашке сидератов массой от 2,24 до 11 т/га урожайность озимой пшеницы и ячменя возрастает от 1,18 до 2,10 т/га.
Коэффициент корреляции (г) между урожайностью (У) и биологической активностью почвы (Х4) в зоне сухих степей составил +0,8, зависимость -прямолинейная, сильной степени, характеризуется уравнением регрессии: У = 0,015Х4 - 2,868. С увеличением биологической активности почвы под с.-х. культурами от 15 до 23 % распада полотна урожайность возрастает с 0,4 до 1,6.
Биологическая токсичность (Х5) и урожайность (У) зерновых культур в учхозе имела обратную связь средней степени (г = -0,59). Уравнение регрессии: У = -0,064Х5 + 6,204, из чего следует, что с уменьшением токсичности от 86,4 до 72 % урожайность повышалась от 0,7 до 2,0 т/га.
Математическая зависимость между урожайностью (У) и биологической активностью почвы (Х4) в полупустынной зоне прямолинейная, сильной степени, с коэффициентом г = +0,72, уравнение регрессии: У = 0,035Х4+ 0,67. С увеличением распада льняного полотна от 8 до 24,4 % урожайность возрастает с 0,96 до 1,52 т/га.
Продуктивность зерновых культур (У) и биологическая токсичность почвы (Х5) имела обратную зависимость средней степени с коэффициентом корреляции г = -0,47. Уравнение регрессии: У = -0,019Х5 + 1,256. При токсичности почвы в интервале 23,5-2,2 % урожайность увеличивалась от 0,8 до 1,5 т/га.
Библиографический список
1. Беленков, А.И. Агротехнические принципы полевых севооборотов зерновой специализации, основной обработки и регулирования плодородия зональных почв в черноземностепной, сухостепной и полупустынной зонах Нижнего Поволжья / А.И. Беленков. -Дис. ... доктора с.-х. наук: 06.01.01 - Волгоград, 2006,- 515 с.
2. Гавршов, А.М. Плодородие почвы и урожай / А.М. Гаврилов. - Волгоград: Ниж,-Волж. кн. изд-во, 1989. - 336 с.
3. Гавршов, А.М. Научные основы сохранения и воспроизводства плодородия почвы в агроландшафтах Нижнего Поволжья: уч. монография / А.М. Гаврилов. - Волгоград, 1997. -183 с.
4. Коринец, В.В. Рациональные севообороты / В.В. Коринец. - М.: Колос, 1992. - 142 с.
5. Коринец, В.В. Солнечная радиация и плодородие почвы / В.В. Коринец. - СПб: Гидрометеоиздат, 1992. - 170 с.
6. Сайко, И.Ф. Эффективность полевых севооборотов в подзоне светло-каштановых почв правобережья Волгоградской области / И.Ф. Сайко. - Дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.01. -Волгоград, 1974. - 186 с.
7. Сайко, И.Ф. Усовершенствование структуры посевных площадей в полевых севооборотах / И.Ф. Сайко. // Труды ВСХИ.: т. ГХУ. - Волгоград, 1978. - С. 10-15.
8. Сухое, А.Н. Агроэкономическая эффективность полевых севооборотов в каштановостепной и полупустынной зонах Нижнего Поволжья / А.Н. Сухов // Научно-производственное обеспечение развития комплексной мелиорации Прикаспия. - М.: Современные тетради, 2006. - С. 223-229.
9. Шубин, В.Ф. Оптимальное соотношение озимых и яровых зерновых культур и чистых паров в севооборотах светло - каштановой подзоны / В.Ф. Шубин // Тр. ВСХИ: т. XXV. -Волгоград, 1967. - С. 14-19.
10. Шульмейстер, КГ. Избранные труды: в 2-х т./ К.Г. Шульмейстер. - Волгоград: Комитет по печати, 1995.
