CC BY
10
Кормопроизводство и корма 161
УДК 633.1:631.559(470.56)
Урожайность ранних яровых зерновых культур в зернопаровом севообороте в зависимости от вида склона на чернозёмах южных Оренбургского Зауралья
Н.А. Максютов, Д.В. Митрофанов
ФГБНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
Аннотация. В статье приводятся результаты исследований по влиянию различных видов склонов на водный и питательный режимы почвы, урожайность зерновых культур и качество продукции.
Анализируются погодные условия и устанавливаются основные факторы, влияющие на продуктивность сельскохозяйственных культур в условиях засухи.
Ключевые слова: севооборот, пар чёрный, яровая твёрдая пшеница, яровая мягкая пшеница, ячмень, урожайность, качество продукции, погода, влажность почвы, питательный режим почвы.
Введение.
В Оренбургском Зауралье размещаются 22 % пашни (1,3 млн га) от общего количества, более 860 тыс. га её (66 %) расположены на склонах от 1 до 5°. Практически вся она подвержена водной и ветровой эрозиям.
Наиболее уязвимым полем севооборота в эрозионном отношении является чистый пар, особенно на склонах. Смыв почвы только от летних ливневых дождей нередко достигает более 100 т с 1 га [1]. В засушливый летний период на чистом пару наблюдается ветровая эрозия, которая также наносит большой ущерб плодородию почвы. Поэтому все агротехнические приёмы должны быть направлены на устранение этих негативных явлений, в первую очередь на защиту почвы от эрозии, на удержание талых и ливневых вод и перевода их в почвенную влагу путём улучшения водопоглощения и на предотвращение смыва и размыва [2]. Эффективность всех этих агротехнических приёмов может быть достигнута только в системе контурно-полосного земледелия. При этом потери влаги сокращаются на 30 %, потери почвы - на 50 %, выход сельскохозяйственной продукции повышается в 4,2 раза, а окупаемость капитальных затрат - около двух лет [3-5].
Цель исследования.
На фоне стационарного опыта в системе контурно-полосного земледелия, где практически отсутствует опасность эрозии почвы, изучить урожайность ранних яровых зерновых культур в зернопаро-вом севообороте в зависимости от вида склона.
Материалы и методы исследования.
Объект исследования. Пар чёрный, яровая твёрдая пшеница, яровая мягкая пшеница, ячмень.
Характеристика территорий, природно-климатические условия. Погодные условия за годы исследований (2014-2016 гг.) складывались по-разному, 2013-2014 сельскохозяйственный год и вегетационный период 2014 года по типу засухи относятся к весенне-летнему, осадков выпало соответственно 230 мм и 65 при норме 316 мм и 178. Температура воздуха за сельскохозяйственный год была выше на 1,3 °С, за вегетационный период - на 1,8 °С.
Сельскохозяйственный 2014-2015 год был холоднее обычного на 0,6 °С, осадков выпало на 11 мм меньше нормы, за вегетационный период - соответственно на 2,3 °С и 38 мм.
Погодные условия 2015-2016 сельскохозяйственного года и вегетационного периода по выпадению осадков и температуре воздуха приближались к среднемноголетним показателям.
Исследования ведутся с 2014 года в ФГУП «Советская Россия» Адамовского района на стационаре по почвозащитному земледелию. До закладки опыта на участке были высеяны поперёк склона буферные полосы шириной 20 м из многолетних трав, в 2011 году по середине буферных полос проведена посадка кустарниковых кулис из смородины - 100 м, которые усиливают почво-водоохранную эффективность агроландшафтного комплекса.
Почва - чернозём южный среднемощный тяжелосуглинистый. Мощность пахотного горизонта -27-30 см. Содержание гумуса в слое 0-30 см почвы - 4,0 %.
162 Кормопроизводство и корма
Метод исследований. Полевой опыт, повторность в пространстве - трёхкратная, размер делянки - 40 мх 160,7, форма - прямоугольная. Размещение вариантов - систематическое (последовательно -1, 2, 3, 4). Делянки располагаются в один ярус, длинной стороной поперёк склона. Общая площадь под опытом - 60 га. Из них под вариантами опыта (поля севооборотов) - 48 га, под буферными полосами -10,8 га, под однорядными кустарниковыми кулисами - 1,2 га.
Склон по длине разделён на 3 части: верхняя - 0-400 м, с уклоном 0-1°; средняя - 400-800 м, с уклоном 1-2° и нижняя - 800-1200 м, с уклоном - 2-3°.
Согласно методике по закладке длительных стационарных опытов [6], в 2012 году был проведён уравнительный посев яровой пшеницы, в 2013 году осуществлено на площади вхождение всеми полями в севооборот.
Оборудование и технические средства. Агротехника в опыте - принятая для восточной зоны.
Результаты исследований.
Одним из погодных факторов, влияющим на урожайность ранних яровых зерновых культур, особенно в засушливые годы, являются весенние запасы влаги в почве, которые формируются за счёт осенних и зимних осадков.
Как показали наши наблюдения (табл. 1), различные виды склона заметно влияют на снегонакопление, что сказывается на весенних запасах влаги в почве и урожайности. В среднем за 3 года наибольшая высота снежного покрова и запасы воды в снеге были на нижнем склоне. Такое явление можно объяснить: несмотря на кулисы из смородины с небольшой их высоты и с расстоянием между ними по склону 100 м, происходило сдувание снега в более нижней его части.
Таблица 1. Высота снега, плотность и запасы воды в нём перед снеготаянием в зависимости от вида склона, за 2014-2016 годы
Высота снега, см Плотность снега, г/см3 Запасы воды в снеге, мм
Вид склона и <и и <и и <и
2014 г. 2015г. 2016 г. ч и а и 2014г. 2015 г. 2016 г. ч и а и 2014 г. 2015г. 2016г. ч и а и
Верхний 12,4 25,9 19,6 193 0,122 0,309 0,320 0,250 38,3 31,7 62,7 44,2
Средний 19,0 37,4 25,9 27,4 0,154 0,243 0,346 0,248 46,1 57,7 89,6 64,5
Нижний 22,8 45,2 31,4 33,1 0,168 0,209 0,359 0,272 52,1 75,9 112,7 80,2
В условиях засухи в июне и июле весенние запасы в почве в борьбе с ней играют важную роль, количество которых во многом, как показали наши исследования, зависит от крутизны склона. За три года наибольшие запасы продуктивной влаги наблюдались на нижнем склоне, что объясняется существенным его преимуществом в накоплении снега.
В среднем за 3 года запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в зависимости от предшественника на верхнем склоне составили от 94,0 до 115,6 м, на среднем - от 107,9 до 134,7 мм и на нижнем - от 114,3 до 142,0 мм (табл. 2).
Содержание основных питательных веществ (К, Р, К) в пахотном слое незначительно зависело от вида склона, поэтому заметного влияния этот фактор не оказывал на урожайность зерновых культур.
Единственным различием по всем склонам среди предшественников является избыточное накопление нитритного азота в чёрном пару. В связи с этим основными факторами, влияющими на урожайность, за годы исследований являются температурный режим воздуха, осадки и весенние запасы продуктивной влаги в почве.
Урожайность ранних яровых зерновых культур в зависимости от предшественника и вида склона представлена в таблице 3.
Кормопроизводство и корма 163
Таблица 2. Количество продуктивной влаги (мм) в метровом слое почвы в зависимости от предшественника и вида склона
Вид склона Предшественник Годы
2014 2015 2016 Среднее
Верхний пар чёрный яровая твёрдая пшеница яровая мягкая пшеница 124.2 101.3 102,7 123,1 119,4 115,8 99,5 82,4 63,4 115,6 101,0 94,0
Средний пар чёрный яровая твёрдая пшеница яровая мягкая пшеница 131.3 107.4 109,4 168,5 129.4 129.5 104,3 86,8 86,0 134,7 107,9 108,3
ячмень 115,0 132,6 79,9 109,2
Нижний пар чёрный 135,4 170,3 120,3 142,0
яровая твёрдая пшеница 118,3 135,8 107,3 120,5
яровая мягкая пшеница 117,7 140,2 97,8 118,6
ячмень 119,0 138,8 85,1 114,3
Таблица 3. Влияние предшественника и вида склона
на урожайность яровых зерновых культур, ц с 1 га
Вид скло- Предшественник Культура Годы
на 2014 2015 2016 Среднее
Верхний пар чёрный яровая твёрдая пшеница 9,4 15,5 6,0 10,3
яровая твёрдая пшеница яровая мягкая пшеница 8,4 13,2 3,2 8,3
Средний пар чёрный яровая твёрдая пшеница 10,0 19,6 12,0 13,9
яровая твёрдая пшеница яровая мягкая пшеница 8,5 16,1 4,6 9,7
яровая мягкая пшеница ячмень 11,2 15,3 8,0 11,5
Нижний пар чёрный яровая твёрдая пшеница 11,8 20,8 16,0 16,2
яровая твёрдая пшеница яровая мягкая пшеница 19,2 17,9 8,8 12,3
яровая мягкая пшеница ячмень 12,7 16,7 10,0 13,1
НСР05 1,5 2,1 1,3 -
За три года исследований самая низкая урожайность зерновых культур отмечена в 2016 году, основными причинами явились дефицит осадков в июне и июле и высокая температура воздуха в августе, которая превысила норму на 8,5 °С, с числом суховейных дней - 28. В этих условиях основным фактором, влияющим на урожайность, оказалось количество влаги в почве, которой было заметно больше на нижнем склоне.
В 2014 и 2015 годах отмечается такая же закономерность, но лишь с той разницей между склонами, когда прибавка в урожае была на них меньше.
В среднем за 3 года наибольшая урожайность была у яровой твёрдой пшеницы по чёрному пару, как наиболее обеспеченному влагой. Ячмень во все годы исследований по урожайности превышал мягкую пшеницу.
Анализ зерна яровой твёрдой и мягкой пшеницы на мукомольные и хлебопекарные качества показал, что натура, общая стекловидность, масса 1000 зёрен, содержание сырой клейковины, ИДК, группа качества и её характеристика не зависели от склонов различной крутизны.
164 Кормопроизводство и корма
Обсуждение полученных результатов.
За годы исследований урожайность зерновых культур, особенно при дефиците осадков в июне и июле, формировалась в основном за счёт весенних запасов влаги в почве. В этом отношении нижний склон имел заметное преимущество перед верхним в связи с наибольшим накоплением снега из-за переноса его с последнего. Поэтому его преимущество в урожайности нами отмечено во все годы проведения опытов, особенно в резко засушливые годы.
Питательный режим почвы не оказывал влияния на урожайность в зависимости от вида склона, так как содержание основных подвижных питательных веществ (N, P, K) было примерно одинаковым.
Заключение.
1. Основным фактором, влияющим на урожайность зерновых культур на различных видах склона, являются весенние запасы влаги в почве в связи с наибольшим накоплением снега. В этом отношении заметное преимущество имеет нижний склон, особенно в сравнении с верхним.
2. Содержание основных подвижных питательных веществ (N, P, K) в пахотном слое почвы не зависит от вида склона. Количество их было примерно одинаково как перед посевом, так и после уборки, исключением является лишь избыточное накопление нитратного азота в паровом поле в связи с интенсивной минерализацией гумуса.
3. Самая высокая урожайность из зерновых культур за годы исследования получена яровой твёрдой пшеницы по чёрному пару, на верхнем склоне она составила 10,3 ц, на среднем - 13,9 и нижнем -16,2 ц с 1 га, яровой мягкой пшеницы и ячменя - соответственно 8,3, 9,7 и 11,5 и 12,3 и 13,1 ц с 1 га.
4. Качество зерна яровой твёрдой и мягкой пшеницы не зависело от крутизны склона.
Литература
1. Бискаев Н.К. Почвозащитное земледелие в целинных районах Оренбуржья // Проблемы целинного земледелия: сб. науч. тр. к 50-летию начала освоения целинных земель. Оренбург, 2004. С. 38-56.
2. Методические рекомендации по проведению противоэрозионных агротехнических опытов на склонах / Г.П. Сурмач и др.; ВАСХНИЛ, ВНИИ защиты почв от эрозии. М., 1978. 43 с.
3. Бискаев Н.К. Совершенствование почвозащитного земледелия в целинных районах Оренбуржья // Инновационные процессы в сельскохозяйственном производстве: наука и практика: между-нар. сб. науч. тр. / под. ред. Г.И. Белькова. Оренбург: Оренб. НИИСХ РАСХН, 2008. С. 115-131.
4. Концепция развития сельского хозяйства в районах освоения целинных и залежных земель Российской Федерации на период 2004-2010 гг. М., 2004. 61 с.
5. Тихонов В.Е. Засуха в степной зоне Урала. Оренбург: ООО «Агентство «Пресса», 2005. 346 с.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 415 с.
Максютов Николай Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник, и. о. по управлению отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8(3532)71-24-74, e-mail: maksyutov@mail.ru
Митрофанов Дмитрий Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8(3532)71-24-74, e-mail: orniish@mail.ru
UDC 633.1:631.559(470.56)
Maksyutov Nikolai Alexeevich, Mitrofanov Dmitry Vladimirovich
FSBSI «Orenburg Research Institute of Agriculture», е-mail: maksyutov@mail.ru
Yields of early spring crops in grain-fallow rotation depending on the slope on chernozems
of the southern Orenburg Zauralye
Summary. The article presents the results of studies on the effect of different types of slopes on water and nutrient regimes of soil, grain yields and product quality.
Weather conditions are analyzed and basic factors affecting the productivity of crops in drought conditions are established.
Key words: crop rotation, black fallow, spring durum wheat, spring wheat, barley, productivity, product quality, weather, soil moisture, soil nutrient regime.
