CC BY
24
УДК 633.16»321»:631.58:551.584
УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПО ПОЛУПАРУ В ЗЕРНОВЫХ СЕВООБОРОТАХ С ЧИСТЫМ И ЗАНЯТЫМ ПАРОМ В ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЕ
МОРОЗОВ НА.,
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела селекции и технологии возделывания сельскохозяйственных культур в засушливой зоне ФГБНУ Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр, директор Прикумской опытно-селекционной станции, е-mail: [email protected], моб. 89624005101.
ХРИПУНОВ А.И.,
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории агроландшафтов ФГБНУ Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр, e-mail: [email protected], моб. 89197410850.
ОБЩИЯ Е.Н.,
старший научный сотрудник лаборатории агроландшафтов ФГБНУ Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр, моб. 89187445582.
Реферат. Перенасыщенность севооборотов озимой пшеницей (75 % в площади зерновых и 58 % в посевной) делает актуальным поиск яровых культур, способных заменить повторные посевы. Исследования проводили в засушливой зоне Ставропольского края на Прикумской опытно-селекционной станции в 2011-2017 гг. в двух 6-польных севооборотах, различающихся чистым и занятым паром. Цель исследований заключалась в выяснении влияния различных звеньев севооборота на урожайность ярового ячменя. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы к посеву составило 94-142 мм. Сев проводили с 1 по 30 марта. Всходы появлялись в течение 12-24 дней. Урожайность достоверно зависела от осадков (r=0,78) и ГТК мая (r=0,77), содержания влаги к посеву (r=-0,78) и в виде тенденции от её наличия в период всходы - колошение (r=0,60) и колошение - созревание (r=0,61), а также от температуры периода сев - всходы (r=-0,71). Продолжительность от всходов до колошения составила 41-57дней и зависела от выпадения осадков в этот период (r=0,74) и температуры воздуха (r=-0,68). Период от колошения до созревания длился 29-37 дней, а весь вегетационный период - 71-92 дня. Апрель и июнь в среднем были засушливыми, а май - умеренно влажный. Преимущество в урожайности наблюдалось в севообороте с занятым паром. Превышение над чистым паром на контроле составило 0,44 т/га, на удобренном фоне - 0,61т/га, а отдача от последействия азотно-фосфорных удобрений - 0,17 т/га. Урожайность в севообороте с занятым паром на контроле была на 0,19 т/га выше, чем на удобренном фоне с чистым паром. Замена в севообороте чистого пара на занятый пар позволяет не только увеличить продуктивность культур, обогатить почву корневыми остатками и азотом, но и значительно снизить применение минеральных удобрений.
Ключевые слова: урожайность, яровой ячмень, севооборот, засушливая зона, предшественник.
CREW OF SPRING BARLEY BY A SEMI-STEAM WITH A CLEAN AND EMPLOYED STEAM IN A DRY ZONE
MOROZOV N.A.,
candidate of Agricultural Sciences, Senior researcher of the department of selection and technology of cultivation of agricultural crops in the arid zone of the North-Caucasian Federal Scientific Agrarian Center, Director of the Prikumsk Experimental selection Station, e-mail: [email protected], mob. 89624005101.
KHRIPUNOV A.I.,
candidate of Agricultural Sciences, Leading researcher of the Laboratory of agricultural landscapes of the North-Caucasian Federal Scientific Research Agrarian Center, e-mail: [email protected], mob. 89197410850.
OBSHIYA E.N.,
senior researcher of the Laboratory of Agricultural Landscapes of the North-Caucasian Federal Scientific Research Agrarian Center, mob. 89187445582.
Essay. The oversaturation of crop rotation with winter wheat (75 % in the area of grain and 58 % in sowing) makes the search for spring crops capable of replacing repeated sowing relevant. Studies were carried out in the arid zone of the Stavropol Territory at the Prikumsk Experimental Selection Station in 20112017 in two 6-field crop rotations, distinguished by clean and busy steam. The purpose of the research was to clarify the effect of various links of crop rotation on the yield of spring barley. The content of productive moisture in the meter layer of soil for sowing was 94-142 mm. Sowing was carried out from March 1 to March 30. Shoots appeared within 12-24 days. Yield reliably depended on precipitation (r = 0,78) and hydro thermal coefficient in May (r = 0,77), moisture content for sowing (r = -0,78) and as a tendency from its presence during germination - heading (r = 0,60) and earing - ripening (r = 0,61), and also from the temperature of the sowing period - seedlings (r = -0,71). Duration from germination to earing was 41-57 days and depended on precipitation during this period (r = 0,74) and air temperature (r = -0,68). The period from earing to maturation lasted 29-37 days, and the whole vegetative period - 71-92 days. April and June were, on average, arid, and May was moderately wet. The yield advantage was observed in the rotation with busy steam. The excess of pure steam at the control amounted to 0,44 t/ha, on the fertilized background - 0,61 t/ha, and the return from the aftereffect of nitrogen-phosphorus fertilizers - 0,17 t/ha. Yield in crop rotation with busy steam at the control was 0,19 t/ha higher than on the fertilized background with clean steam. Replacing pure steam with busy steam in a crop rotation not only increases crop productivity, enriches the soil with root residues and nitrogen, but also significantly reduces the use of mineral fertilizers.
Keywords: yield, spring barley, crop rotation, arid zone, predecessor.
Введение. Яровой ячмень возделывают как продовольственную, техническую и кормовую культуру, а используют в пивоваренной, спиртовой и кондитерской промышленности. Он устойчив к высоким летним температурам и запалам и в засушливых условиях часто дает более высокий урожай, чем яровая пшеница и овес [13]. Высокие требования к минеральному питанию обусловлены слабой усваивающей способность корней и коротким периодом вегетации. Ячмень является хорошим компонентом в наборе полевого севооборота, одной из лучших покровных и страховых культур [4, 5]. Селекционеры постоянно работают над повышением устойчивости новых сортов к засухе, полеганию, поражению болезнями и вредителями, улучшением кормовых, технологических качеств в сочетании с высокой урожайностью [6,
7].
Средняя площадь посева ярового ячменя в Ставропольском крае за 2016-2017 гг. составила 44,1 тыс. га при урожайности 27,2 ц/га. Валовой сбор за эти годы в среднем превысил 120 тыс. т. По сравнению с 1990 г. урожай зерна увеличился на 6,6 ц/га, а валовое производство возросло на 30,9 тыс. т. при практически одинаковой площади посева (43,3 тыс. га). Третья часть его производства сосредоточена в засушливой зоне, которая простирается с северо-запада на юго-восток Ставропольского края, занимая провинцию степных ландшафтов. Здесь расположено
более 33 % сельхозугодий края, около 38 % пашни и 15 % пастбищ. Распаханность территории зоны составляет 77 %, в отдельных районах до 81 %. Рельеф преимущественно равнинно-волнистый с преобладанием темно-каштановых и каштановых почв. Среднегодовое количество осадков - 433-482 мм, ГТК - от 0,72 до 0,81. Сумма температур более 10° варьирует в пределах 3 6 50-3 8 000С, среднегодовая температура -10,7-11,2°. Повторяемость летне-осенних засух - 21-30 %, весенне-летних - 6-10 % [8, 9].
Цель исследований заключалась в выяснении влияния различных звеньев севооборота на урожайность ярового ячменя по предшественнику озимая пшеница в двух 6-польных зерновых севооборотах с чистым и занятым паром в засушливой зоне Ставропольского края.
Материал и методика. Климат средне континентальный. Средняя многолетняя (19812010гг.) сумма активных температур за год составляет 3725°, осадков - 434 мм, из которых наибольшее количество выпадает в виде ливневых дождей в мае-июле. ГТК всего вегетационного периода (апрель-октябрь) составляет 0,73, весенне-летнего периода вегетации ярового ячменя (апрель-июнь) -0,99. Исследования проводили в отделе земледелия Прикумской опытно-селекционной станции (ПОСС) в 2012-2017гг. в двух 6-польных севооборотах, развёрнутых во времени и пространстве с 1976 г. (таблица 1).
Таблица 1 - Схемы изучаемых севооборотов
Чередование культур в севообороте Наличие паров, %
чистых занятых
1. Чистый пар - озимая пшеница - озимая пшеница - кукуруза на зелёный корм - озимая пшеница - яровой ячмень 16,6 0
2. Эспарцет на зелёный корм - озимая пшеница - озимая пшеница - кукуруза на зелёный корм - озимая пшеница - яровой ячмень + эспарцет 0 16,6
Анализ агроклиматических условий последних 27 лет (1991-2017 гг.) показал стабильный рост среднегодовых температур по краю на 0,710С, осадков на 29 мм и суммы активных температур на 1560С, а в засушливой зоне соответственно на 0,720С, 28 мм и 1510С в сравнении с климатической нормой 1961-1990 гг. В последнее время отмечается более благоприятная тенденция для возделывания ранних яровых колосовых. Так, если в 1971-1980 гг. условия увлажнения Будённовского района для ярового ячменя оценивались как засушливые, то после 1981 г. по настоящее время они стали слабо засушливые.
Опытный участок представлен каштановой почвой с содержанием в пахотном слое гумуса 1,49-1,73 % (по Тюрину в модификации ЦИ-НАО), характеризуется средней обеспеченностью подвижным фосфором (24 мг/кг), повышенной - обменным калием (400 мг/кг) и высокой нитрификационной способностью (20-25 мг К-КО3/кг). Общая площадь делянки - 897 м2, учётная площадь - 218 м . Расположение делянок в многолетнем стационаре последовательное, повторность четырехкратная.
Районированные сорта ярового ячменя в опыте размещали на не удобренном (контроль) и удобренном фоне. Минеральные удобрения под озимую пшеницу вносили под предпосевную культивацию после чистого и занятого эспарцетом пара в дозе К35Р40, под вторую озимую пшеницу - К35, после кукурузы на зелёный корм - К35Р60, за ротацию в севооборотах использовали 205 кг д.в. удобрений (К105Р100). Минеральные удобрения под яровой ячмень и кукурузу на зелёный корм не вносились. На удобренном фоне использовалось последействие удобрений, внесённых под предшествующие культуры. Применялась общепринятая для зоны технология возделывания.
Результаты исследования. Яровой ячмень относится к культурам раннего срока посева, который зависит от погодных условий зимы и в первую очередь от глубины промерзания почвы и температурного режима марта. В 2017 и 2011 гг. в зимний период почва промерзала на глубину 27-29 см, а в 2012 г. - на 57 см. В остальные
годы она оставалась талой. Из 7 лет исследований в 5 случаев лет наступление весны было ранним (19.02-8.03) и только в двух (2011 и 2012 гг.) средним (22-23.03). Продолжительность весны колебалась от 22 дней в 2012 г. до 99 дней в 2013 г. при среднем значении 58 дней. Период весенне-летней вегетации проходил, в основном, на фоне неустойчивого температурного режима, вследствие чего весна в большинстве лет была растянутой и не дружной. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы к посеву колебалось от 94 мм в 2017 г. до 142 мм в 2014 г.
В зависимости от складывающихся агрометеорологических условий зимы и начала весны сев ярового ячменя проводили с 1 по 30 марта. В начале этого месяца (1.03) сев провели в 2016 г., в средине (14-17.03) - в 2013, 2015 и 2017 гг. и в конце (22-30.03) - в 2011, 2012 и 2014 гг. Всходы появлялись от начала третьей декады марта (23.03 в 2016 г.) до начала второй декады апреля (13.04 в 2011 г.) в течение 12-24 дней.
Урожайность ярового ячменя достоверно зависела от содержания влаги к посеву (г=-0,78) и в виде тенденции от её наличия в период всходы - колошение (г=0,60) и колошение - созревание (г=0,61), а также от температуры периода сев - всходы (г=-0,71). На величину урожая оказывали определённое влияние и продолжительность периодов сев - всходы (г=0,62) и всходы -колошение (г=0,65).
Продолжительность периода сев - всходы на уровне достоверности (г=0,75) зависела от средней температуры воздуха этого периода (г=-0,73), то есть, чем выше температура, тем меньше дней необходимо для появления всходов. Например, при температуре этого периода 18,10С всходы появлялись через 12 дней, а при 5,40С - через 24 дня (2015 г.). Продолжительность от всходов до колошения на уровне достоверности зависит от выпадения осадков в этот период (г=0,74) и в виде тенденции (г=-0,68) от температуры воздуха. Так, при выпадении в этот период 167 мм осадков при средней температуре 13,10С продолжительность от всходов до колошения составила 57 дней (2017 г.), а при 29 мм осадков и 17,80С только 41 день (2012 г.).
Продолжительность от колошения до созревания составила 29-37 дней и приходилась на 3 декаду мая - начало июня (20.05-4.06) - до 3 декады июня - 1 декады июля (20.06-7.07). Так, самая малая продолжительность этого периода была при количестве осадков 31 мм и средней температуре 22,90С (2013 г.), а самая большая -при 60 мм и 21,00С (2014 г.). Весь вегетационный период длился от 71 (2012 г.) до 92 дней (2016 г.).
В среднем за 7 лет исследований за вегетационный период ярового ячменя с апреля по июнь выпало 156 мм осадков при норме (1961-1990гг.) 147 мм. Однако в 2012-2014 гг. выпало 70-80 %, в 2015-2016 гг. - 107-118 %, а в 2017 и 2011 гг. - 140-148 % осадков. Самым засушливым был 2012 г., когда во все 3 месяца вегетационного периода выпало на 30-68 % меньше среднемноголетнего значения осадков (таблица 2).
В среднем за апрель выпала почти месячная норма осадков, но из 7 лет 4 года были в это время засушливыми (2012-2014 и 2016 гг.). Самым влажным был май. Средняя сумма осадков составила 67 мм при норме 48 мм, и только в 2012 г. выпало 67 % осадков. А самым засушливым был июнь, когда только в 2 из 7 лет выпало больше нормы осадков (2011 и 2016 гг.).
Соотношение осадков и температуры воздуха характеризует гидротермический коэффициент (ГТК), который в среднем за вегетационный период в 2012г. был очень засушливым, в 20132015 гг. - засушливым, в 2016 г. неустойчиво влажным, в 2011г. - умеренно влажным, а в 2017 г. - избыточно влажным (таблица 3).
Апрель и июнь в среднем были засушливыми (ГТК=0,83-0,73), а май - умеренно влажный (ГТК=1,23). Поскольку с осадками и ГТК мая имеется достоверная статистическая связь с урожайностью ярового ячменя (соответственно г=0,78 и г=0,77), то следует более детально остановиться на погодных условиях этого месяца.
Самым засушливым май был в 2012 г. (ГТК=0,49), когда получен самый низкий за все годы исследований урожай зерна в севообороте с занятым паром. Засушливым он был также и в 2016 г. (ГТК=0,87), когда собран самый низкий урожай зерна в севообороте с чистым паром. В остальные годы он был неустойчиво (2013-2014 гг.) и умеренно (2015 г.) влажный. Самым вла-гообеспеченным май был в 2017 г., когда выпало более 2 месячных норм осадков, а ГТК составил 2,36, что позволило получить самую высокую урожайность ярового ячменя в 2-х зерновых севооборотах на всех фонах питания (таблица 4).
В среднем за 7 лет исследований преимущество в урожайности этой культуры на всех фонах питания наблюдалось в севообороте с занятым паром. Так, прибавка урожая в этом севообороте на контроле составила 0,44 т/га, а на удобренном фоне - 0,61 т/га в сравнении с севооборотом с чистым паром. Урожайность ярового ячменя в севообороте с занятым паром на неудобренном фоне была на 0,19 т/га выше, чем на удобренном варианте с чистым паром. Отдача от последействия азотно-фосфорных удобрений, внесённых под озимую пшеницу, здесь была также на 0,17 т/га выше.
Таблица 2 - Осадки вегетационного периода ярового ячменя по годам исследований
В миллиметрах
Месяц 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. Среднее многолетнее значение
Апрель 79 28 22 20 62 13 50 40
Май 79 32 61 65 69 47 117 48
Июнь 60 43 35 33 42 98 39 59
Апрель-июнь 218 103 118 118 173 158 206 147
Месяц 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. Среднее
Апрель - 0,59 0,59 0,79 0,89 0,34 2,59 0,83
Май 1,54 0,49 1,03 1,06 1,3 0,87 2,36 1,23
Июнь 0,91 0,58 0,50 0,49 0,60 1,44 0,61 0,73
Апрель-июнь 1,19 0,55 0,72 0,77 0,90 0,99 1,57 0,95
Таблица 3 - Гидротермический коэффициент вегетационного периода ярового ячменя по годам исследований
Таблица 4 - Урожайность ярового ячменя после озимой пшеницы в двух зерновых севооборотах с чистым и занятым паром
В тоннах на 1 га
Фон питания Годы Среднее
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Севооборот с чистым паром
Не удобренный 1,57 1,54 1,38 1,33 1,67 1,15 1,96 1,52
Удобренный 1,68 1,82 1,83 1,62 1,65 1,64 2,12 1,77
Прибавка от последействия 0,11 0,28 0,45 0,29 -0,02 0,49 0,16 0,25
НСР05 0,17
Севооборот с занятым паром
Не удобренный 1,75 1,74 2,07 1,73 1,88 1,90 2,66 1,96
Удобренный 1,84 1,66 2,59 2,22 2,61 2,47 3,27 2,38
Прибавка от последействия 0,09 -0,08 0,52 0,49 0,73 0,57 0,61 0,42
НСР05 0,27
Выводы. Урожайность ярового ячменя достоверно зависела от осадков и ГТК мая, содержания влаги к посеву и в виде тенденции от осадков в период всходы - колошение и колошение - созревание, а также от температуры периода сев - всходы. На величину урожая и эффективность использования минеральных удобрений оказывает также различное влияние два севооборота, различающихся только наличием чистого и занятого пара. В среднем за 7 лет исследований урожайность в севообороте с занятым паром на контроле на 0,19 т/га выше, чем на удобренном фоне в севообороте с чистым паром. Достоверная при-
бавка в урожае зерна от последействия азотно-фосфорных удобрений в дозе К35Р60 получена в севообороте с чистым паром в течение 3 лет, а в севообороте с занятым паром - 5 лет. Замена в севооборотах чистого пара на занятый пар (эспарцет на зелёный корм) позволяет не только увеличить продуктивность зерновых и кормовых культур, обогатить почву корневыми остатками и азотом, но и значительно снизить применение минеральных удобрений. Селекция в засушливой зоне должна быть ориентирована на сорта с ранними сроками колошения и высокой засухоустойчивостью от колошения до созревания.
Список использованных источников
1. Грициенко В.Г. Яровой ячмень в засушливых условиях Юга России. - Элиста: ЗАОр «НПП «Джангар», 2012. - 132 с.
2. Ионова Е.В., Анисимова Н.Н. Продуктивность и устойчивость сортов ярового ячменя в условиях засухи // Земледелие. - 2010. - № 6. - С. 43-44.
3. Продуктивность зерновых севооборотов в условиях изменения климата / Н.А. Морозов, С.А. Лиходиевская, А.И. Хрипунов и др. // Земледелие. - 2016. - № 8. - С. 8-11.
4. Вислобокова Л.Н., Скорочкин Ю.П., Воронцов В.А. Влияние элементов агротехники на урожайность ячменя // Земледелие. - 2010. - № 6. - С. 25-27.
5. Портуровская С.П., Огарёв В.Д. Ячмень на Ставрополье. - Ставрополь, 2002. - 111 с.
6. Морозов Н.А. Селекция ярового ячменя для засушливых условий Ставропольского края: автореф. дисс.... канд. с.-х. наук. - Краснодар, 2000. - 23 с.
7. Морозова А.И., Морозов Н.А., Карпенко З.В. Селекционное совершенствование культуры ярового ячменя // Сборник научных трудов «Повышение эффективности растениеводства в аридных условиях Восточного Предкавказья». - Буденновск, 2002. - С. 81-89.
8. Система земледелия нового поколения Ставропольского края / В.В. Кулинцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова и др. - Ставрополь: Агрус, 2013. - 520 с.
9. Пигорев И.Я., Степкина И.И., Агеева А.А. Экономико-энергетическая оценка выращивания ярового ячменя на черноземе типичном лесостепи // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - № 2. - С. 44-46.
List of used sources
1. Gritsienko V.G. Spring barley in arid conditions of the South of Russia. - Elista: CJSC "NPP" Dzhangar ", 2012. - 132 p.
2. Ionova E.V., Anisimova N.N. Productivity and resistance of spring barley varieties in drought conditions // Farming. - 2010. - № 6. - P. 43-44.
3. The productivity of grain crop rotations in a changing climate / N.A. Morozov, S.A. Likhodievskaya, A.I. Hripunov and others. // Agriculture. - 2016. - № 8. - P. 8-11.
4. Vislobokova L.N., Skorochkin Yu.P., Vorontsov V.A. Influence of agrotechnical elements on barley yield // Agriculture. - 2010. - № 6. - P. 25-27.
5. Porturovskaya S.P., Ogarev V.D. Barley in the Stavropol // Stavropol. - 2002. - 111 p.
6. Morozov N.A. Breeding of spring barley for dry conditions of the Stavropol Territory: author. diss ... Cand. S.-H. Sciences - Krasnodar, 2000. - 23 p.
7. Morozova A.I., Morozov N.A., Karpenko Z.V. Breeding culture improvement of spring barley // Collection of scientific papers "Improving the efficiency of crop production in the arid conditions of Eastern Ciscaucasia". - Budennovsk, 2002. - P. 81-89.
8. The system of agriculture of the new generation of the Stavropol Territory / V.V. Kulintsev, E.I. Godunova, L.I. Zhelnakova et al. // Stavropol: Agrus, 2013. - 520 p.
9. Pigorev I.Y., Stepkina I.I., Ageeva A.A. Economic and energy assessment of the cultivation of spring barley on typical Chernozem of the forest steppe // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2013. - №. 2. - P. 44-46.
