CC BY
58
001: 10.24411/0044-3913-2019-10309 УДК 631.582:631.452
Урожайность ярового ячменя при различных приемах основной обработки почвы в зернопаровом севообороте
A. Л. ПАКУЛЬ1,зав. лабораторией Н. А. ЛАПШИНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник1, профессор2
Г. В. БОЖАНОВА1, научный сотрудник
B. Н. ПАКУЛЬ, доктор сельскохозяйственных наук,
зам. директора1, ведущий научный сотрудник2 (е-таМ:ураку1@таМ.ги)
Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН, ул. Центральная, 47, пос. Новостройка, Кемеровский р-н, Кемеровская обл., 650510, Российская Федерация Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт, ул. Марковцева, 5, Кемерово, 650056, Российская Федерация
В статье представлены результаты исследований, проведённых в зернопаровом севообороте в 2015-2018 гг. в Кемеровской области в длительном стационарном полевом опыте. Почва опытного участка -чернозем выщелоченный, среднемощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый. Предшественник - горох на зерно. Изучали влияние приемов основной обработки почвы на урожайность ярового ячменя Никита. Один из главных факторов, определяющих продуктивность ячменя, - влагообеспечен-ность в фазы кущение и выход в трубку (г = 0,68...0,93). Основной элемент продуктив -ности ярового ячменя - количество продуктивных стеблей, сохранившихся к уборке (г = 0,83...0,93). При нулевой обработке почвы оно было достоверно выше, чем в контроле и при плоскорезных обработках, на41...55 шт./м2. При прямом посеве выяв -лено снижение развития корневых гнилей, в сравнении со вспашкой, на 6,3...13,4 %. Это обусловлено накоплением органического вещества в корнеобитаемом слое почвы в результате длительного (11 ротаций севооборота) сохранения пожнивных остатков и соломы. Создание оптимальных условий в агроценозе ярового ячменя в одновидовом посеве в варианте с нулевой
0 системой обработки почвы обеспечило урожайность 2,88 т/га (контроль -2,37 т/га)
01 при рентабельности 109,9 %. В бинарных
2 посевах из-за конкуренции между куль-5 турами за влагу и питательные вещества, § урожайность ярового ячменя снижалась г! на 12...33 %.
Ключевые слова: яровой ячмень, прием 2 основной обработки почвы, продуктивная (3) влага, урожайность.
Для цитирования: Урожайность ярового ячменя при различных приемах основной обработки почвы в зернопаровом севообороте //А Л. Пакуль, Н. А. Лапшинов, Г. В. Божано-ва и др.//Земледелие. 2019. № 3. С. 34-36. Ш: 10.24411/0044-3913-2019-10309.
Пахотный фонд Западно-Сибирского региона Российской Федерации достигает 19 млн га, из которых 52...54 % занимают зерновые культуры, причём основная площадь их посевов (80... 85 %) сконцентрирована в лесостепных и степныхагроландшафтах, характеризующихся дефицитом влаги [1].
Яровой ячмень - ведущая зернофуражная культура. Зерно ячменя служит сырьём для перерабатывающей промышленности, содержит много белка и крахмала, используется как прекрасный корм в животноводстве [2].
Для формирования стабильно высоких урожаев сельскохозяйственных культур с минимальными затратами труда и материальных средств, рационального использования земель, сохранения и воспроизводства плодородия почв необходимо внедрение научно-обоснованных систем земледелия [3].
Основополагающие факторы системы земледелия - севообороты с чередованием культур, различающихся по потребности в элементах питания и развитию корневых систем, использованием сидерапьных паров, а также системы обработки почвы, отвечающие почвенно-климатическим условиям, требованиям возделываемых культур и сортов [4, 5, 6].
Большое значение при разработке элементов научно-обоснованной системы земледелия имеют длительные эксперименты (не менее 20 лет). В таких стационарных полевых опытах аккумулируется во времени взаимодействие технологических приёмов с абиотическими и биотическими факторами. Анализ экспериментальных данных, полученных в стационарном полевом опыте, позволяет решать проблемы земледелия, специфические для конкретной почвенно-климатической зоны [7, 8, 9].
Цель работы - изучить влияние приемов основной обработки почвы в зернопаровом севообороте на урожайность ярового ячменя в условиях лесостепи Западной Сибири.
Исследования проводили в 20152018 гг. в длительном (с 1974 г.) стационарном полевом опыте Кемеровского НИИСХ - филиала Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН в поле ячменя 4-польного зернопарового севооборота (пар - пшеница - горох - ячмень). Схема опыта предусматривала изучение следующих приемов основной обработки почвы: глубокая отвальная (на 25...27 см) плугом ПН-4-35; глубокая плоскорезная (на 25...27 см) культиватором-плоскорезом КПГ-250; мелкая плоскорезная (на 10...12 см) культиватором-плоскорезом КПГ-250; прямой посев (без обработки).
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое 8,2 %. Площадь опытных делянок общая - 4720 м2, учетная - 100 м2, по-вторность - 4-кратная. Высевали сорт ярового ячменя Никита в чистом виде и с подсевом донника. Предшественник - горох на семена. Посев во всех вариантах проводили посевным комплексом Томь-5,1.
Годы проведения исследований (2015-2018 гг) отличались по теплоо-беспеченности и количеству осадков. Значительный недостаток влаги в период от всходов до фазы выхода в трубку отмечен в 2015, 2016 и 2017 гг, более благоприятным был 2018 г:
Фенологические наблюдения, структурный анализ пробных снопов, проводили по методике Госсортокомиссии [10], подсчет густоты стояния растений по всходам и перед уборкой - по методике полевого опыта [11]. Поражения растений ячменя корневыми гнилями в фазе восковой спелости определяли по методике В. А. Чулкиной [12], влажность почвы -термостатно-весовым методом в образцах, отобранных по фазам развития ярового ячменя [13].
Учет урожая проводили методом сплошной уборки селекционным комбайном Сампо-130. Урожайность зерна приводили к 100 %-ной чистоте и 14 %-ной влажности по ГОСТ 13586.5-93.
Статистическую обработку данных осуществляли методом дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову [11] с использованием компьютерных программ О. Д. Сорокина [14].
Формирование оптимального водного режима, соответствующего потребности культуры, -одна из основных задач земледелия. В накоплении и рациональном использовании влаги, особенно в районахс ограниченными её ресурсами [15,16], большая роль принадлежит системе обработки почвы.
Результаты исследований показали, что при посеве ячменя в чистом виде самые высокие запасы продуктивной влаги в слое 0...20 см в фазе кущения
1. Запасы продуктивной влаги в почве под посевами ярового ячменя в зависимости от приема основной обработки (0...20 см), 2015-2018 гг., мм
Прием основной обработки почвы | Кущение | Выход в трубку! Колошение
Ячмень в чистом виде
Глубокаяотвальная (контроль) 34,2 18,9
Глубокая плоскорезная 36,8 20,9
Мелкаяплоскорезная 43,4 21,5
Безобработки 36,7 21,9
Ячмень с подсевом донника
Глубокаяотвальная (контроль) 36,0 15,8
Глубокаяплоскорезная 42,4 21,1
Мелкая плоскорезная 43,7 20,5
Безобработки 43,0 22,7
НСР 2,2 1,6
31,0
34.4
35.5
33.4
29,0 29,9 32,0
31.5 1,0
формируются после мелкой плоскорезной обработки почвы - 43,4 мм против 34,2 мм в контрольном варианте (табл. 1).
Увеличение запасов продуктивной влаги при нулевой и плоскорезных обработках почвы в фазе кущения отмечено и при посеве ярового ячменя с донником, превышение над контролем составило 6,4...7,7 мм.
Известно, что влагообеспеченность в фазе кущения - один из основных факторов, определяющих продуктивность ячменя. В период исследований она была недостаточной: в 2015 г ГТК составил 0,56, в 2016 г - 0,37, в 2017 г -0,46, тогда как умеренной считается обеспеченность влагой при ГТК = 1,2. Только в 2018 г в фазе кущения отмечено избыточное увлажнение при ГТК = 2,41. За годы исследований установлена средняя связь между ГТК в фазе кущения и урожайностью ярового ячменя, независимо от приема основной обработки почвы (г = 0,68).
Наиболее сильная корреляция выявлена между урожайностью ярового ячменя (посев в чистом виде) и ГТК в фазе кущения при глубокой отвальной обработке почвы (г = 0,93), в варианте с прямым посевом онауменьшапась до средней (г = 0,51).
Достоверное влияние на урожайность ярового ячменя, независимо от приемаосновной обработки почвы, оказало содержание продуктивной влаги в фазе выхода в трубку (г = 0,75). Самые низкие ее запасы в этот период за годы исследований отмечены при вспашке как в чистом, так и в бинарном посеве ярового ячменя - 15,8...18,9 мм. Наибольшее превышение над контролем отмечено в варианте без основной обработки почвы - на 15,9 % под посевами в чистом виде и на 43,7 % при подсеве донника.
Содержание продуктивной влаги в фазе колошения ярового ячменя в среднем за годы исследований составляло от 29,0 до 35,5 мм. Оптимальное содержание влаги в корнеобитаемом слое почвы в этот период обеспечило выпадение достаточного количества осадков (ГТК = 1,07...1,92).
Значительный вред растениям ярового ячменя при формировании уро-
жая наносят корневые гнили. В почвах агроценозов, в отличие от естественных экосистем, численность патогенных популяций превышает пороги вредоносности (ЭПВ развития болезни составляет 5...10 %). Большой вред зерновым культурам в условиях Западной Сибири наносит гриб В1ро1апз вогоктапа (Эасс.)ЗИоет, поражающий больше всего яровой ячмень и пшеницу. Проявляется это заболевание каждый год, практически нетустойчивых сортов
обусловлено длительным (11 ротаций севооборота) сохранением пожнивных остатков. Одна из основных причин неблагоприятного фитосанитарного состояния почв - недостаточное поступление органической массы, стабилизирующего его в агроэкосистемах.
Положительное влияние на фито-санитарную ситуацию по корневым гнилям в посевахячменяоказал подсев донника. В среднем за годы исследований в бинарных посевахустановлено снижение развития болезни, в сравнении с посевом ячменя в чистом виде, в зависимости от приема основной обработки почвы: глубокая отвальная -на 10,6 %, глубокая плоскорезная - на 9,2 %, мелкая плоскорезная - на 9,8 %., нулевая - на 3,5 %. Доля влияния приема основной обработки почвы на развитие корневых гнилей составляла 18,7 %, условий года (среды) - 17,2 %, типа посева (в чистом виде и с подсевом донника) - 33,3 %.
В среднем за годы проведения исследований наиболее высокая урожайность ярового ячменя формировалась
зерновых культур [17].
2. Развитие корневой гнили в посевахярового ячменя в зависимости от приема основной обработки почвы (фаза - восковая спелость), %
Прием основной обработки почвы 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. Среднее
Ячмень в чистом виде
Глубокая отвальная (контроль) 25,3 37,3 33,3 46,7 35,6
Глубокая плоскорезная 26,7 30,7 37,3 42,7 34,3
Мелкая плоскорезная 33,3 28,0 26,0 42,2 32,4
Без обработки 20,0 26,7 12,0 30,0 22,2
Среднее 26,3 30,7 27,1 40,4 31,1
нср05 0,4 0,5 0,5 0,5 0,8
Ячмень с подсевом донника
Глубокая отвальная (контроль) 22,7 28,0 25,3 24,0 25,0
Глубокая плоскорезная 17,3 26,7 27,0 29,3 25,1
Мелкая плоскорезная 17,3 25,1 26,0 22,0 22,6
Без обработки 14,7 23,6 14,7 22,0 18,7
Среднее 18,0 25,8 23,2 24,3 22,8
нср05 0,7 0,4 0,8 0,3 0,5
В среднем за годы исследований наименьшее развитие корневых гнилей отмечено при нулевой системе обработки почвы: в варианте с посевами ячменя в чистом виде-22,2% (контроль-35,6 %), в бинарных посевах - 18,7 % и 25,0 % соответственно (табл. 2).
Снижение уровня развития корневых гнилей при отсутствии основной обработки почвы (прямой посев)
при посеве в чистом виде без основной обработки почвы-2,88т/га против 2,37 т/га в контрольном варианте (табл. 3).
В бинарных посевах ячменя нулевая обработка почвы также имела преимущество - отмечена достоверная прибавка урожайности к контролю (0,63 т/га). Выявлено, что формированиеурожайности ярового ячменя зависело от количества про-
3. Урожайность ярового ячменя в зависимости от приема основной обработки почвы, т/га
Прием основной обработки почвы | 2015 г. 2016 г. 2017 г. i 2018 г. ¡Средняя
Ячмень в чистом виде
Глубокая отвальная (контроль) 1,77 2,32 1,81 3,60 2,37
Глубокая плоскорезная 1,58 3,29 1,89 4,38 2,78
Мелкая плоскорезная 1,07 3,44 1,79 4,38 2,67
Без обработки 1,60 3,71 2,43 3,79 2,88
Среднее 1,50 3,19 1,98 4,04 2,67
нср05 0,87 0,36 0,21 0,54 0,25
Ячмень с подсевом донника
Глубокая отвальная (контроль) 1,18 1,70 2,30 2,45 1,91
Глубокая плоскорезная 1,04 2,60 2,63 2,80 2,27
Мелкая плоскорезная 1,64 1,90 2,59 2,69 2,20
Без обработки 1,83 2,43 2,84 3,07 2,54
Среднее 1,42 2,15 2,59 2,75 2,23
НСР„, 0,60 0,71 0,25 0,34 0,27
(О Ф
Ш, ь
Ф
Ь
Ф Ь
Ф
Ы N
О ^
(О
дуктивных стеблей, сохранившихся куборке, г = 0,83...0,93. При нулевой обработке почвы оно достоверно превышало величину этого показателя как по отношению к контролю, так и плоскорезным обработкам, на 41...55 шт./м2.
При глубокой и мелкой плоскорезных обработках урожайность ярового ячменя, в сравнении с необработанным фоном, снижалась в чистых посевах на 0,10...0,21 т/га, в бинарных - на 0,27...0,34т/га.
В целом на фоне всех изученных в опыте приемов основной обработки почвы в среднем за годы исследований в бинарных посевах урожайность основной культуры была ниже, чем в посевах в чистом виде, вследствие конкуренции за влагу и питательные вещества между ячменём и донником. По нашим данным, в бинарных посевах выживаемость растений ячменяумень-шапась, в сравнении с одновидовым посевом, на 17...24%.
Расчёты подтверждают высокую экономическую эффективность нулевой обработки почвы. При посеве ярового ячменя в чистом виде стоимость продукции составила 40,32 тыс. руб./га, затраты 19,2 тыс. руб., прибыль 21,1 тыс. руб., себестоимость зерна 6,7 тыс. руб./т, рентабельность 109,9 %. При глубокой и мелкой плоскорезных обработках почвы, в сравнении с нулевой, экономическая эффективность снижалась: стоимость продукции составила 39,16 и 37,38 тыс. руб., затраты - 21,96 и 20,29тыс. руб., прибыль- 17,2и 17,09тыс. руб., себестоимость зерна - 7,9 и 7,6 тыс. руб./т, рентабельность - 78,3 и 84,2 % соответственно. Вариант со вспашкой (контроль) по экономическим показателям уступал всем остальным: стоимость продукции составила 33,61 тыс. руб., затраты - 24,51 тыс. руб., прибыль - 9,1 тыс. руб., себестоимость зерна - 10,3 тыс. руб./т, рентабельность-37,1 %.
Таким образом, при прямом посеве ячменя отмечены наиболее высокие запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое почвы в фазе кущения и снижение развития корневых гнилей в период вегетации, что способствовало созданию оптимальных условий для роста и развития растений, обеспечило сохранность продуктивного стеблестоя и повыше-ниеурожайности на0,51 т/га(21,5%) о при посеве в чистом виде и на 0,63 ю т/га (33,0 %) в бинарных посевах с донником, по сравнении с контролем о (глубокая отвальная обработка по-| чвы). В бинарных посевах вследствие конкуренции между культурами за ® влагу и питательные вещества уро-5 жайность ярового ячменя снижалась $ на 12. ..33 %.
Литература.
1. Совершенствование комплекса машин иорудий в засушливом земледелии Западной Сибири/М.С.Чекусов,Л. В. Юшкевич,А. А. Кем и др. // Земледелие. 2016. №3. С. 13-16.
2. Оценка продуктивности и адаптивных свойств сортов ярового ячменя в условиях Сибирского Прииртышья/П. В. Поползухин, П. Н. Николаев, Н. И. Аниськов и др. // Земледелие. 2018. №3. С. 40-43.
3. Перспективы «нулевой» обработки почвы при возделывании кукурузы на зерно в Волго-Вятском регионе/ А. И. Волков, Н. А. Кириллов, Л. Н. Прохорова и др. // Земледелие. 2015. №1.С. 3-5.
4. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В., Кобозев А.К. Обобщенная оценка дифференциации систем основной обработки почвы под культуры севооборота//Достижения науки и техники АПК. 2017.Т. 31.№ 8. С. 28-30.
5. Кислов A.B., Глинушкин А.П., Кащеев
A.B. Агроэкологическиеосновы повышения устойчивости земледелия в степной зоне // Достижения науки и техники АПК. 2018. 132. №7. С. 9-13.
6. Байбеков Р. Ф. Природоподобные технологии основа стабильного развития земледелия // Земледелие. 2018. №2.С. 3-6.
7. Есаулко А.Н., Петрова Л.Н., Агеев В.В. Повышение эффективности применения удобрений на основе оптимизации систем удобрения в севооборотах центрального Предкавказья (к40-летиюстационараСтГАУ) //Плодородие. 2017. № 1 (94). С. 8-11.
8. Лошаков В. Г. Значение научно-агрономического наследия Д. Н. Прянишникова в развитии земледелия нечернозёмной зоны // Достижения науки и техники АПК. 2015.Т.29. №11.С. 17-21.
9. Оптимальное чередование сельскохозяйственных культур в севооборотах плакорных агроландшафтов юго-востока Центрально-Чернозёмного района /
B. И.Турусов, В. М. Гармашов, O.A. Абанинаи др. //Достижения науки и техники АПК. 2016. ТЗО. №2. С.54-57.
10. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: методические указания / М. А. Федин, Ю. А. Роговский, Л. В. Исаева и др. М.: Сельхозиз-дат. 1985. 270 с.
11. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
12. Чулкина В. А. Методические указания по учёту обыкновенной корневой гнили хлебных злаков в Сибири дифференцировано по органам. Краснообск.: ГУП РПО СО РАСХН. 1972.23 с.
13. Практикум по почвоведению / Под ред. И. С. Кауричева. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Колос. 1980. 272с.
14. Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 52325 2005. М.: Стан-дартинформ, 2005. 20 с.
15. КураченкоН. Л., КартавыхА. А., Ржевская Н. И. Запасы продуктивной влаги в агроценозах пшеницы, возделываемых по ресурсосберегающим технологиям // Вестник КрасГАУ 2014. № 5. С. 58-63.
16.Усенко В. И., Усенко С. В. Водный режим выщелоченного чернозема в зависимости от предшественника и приема основной обработки // Земледелие. 2018. №2.С. 14-18.
17. Разина А. А., Дятлова О. Г. Влияние способов основной обработки почвы в
различных вариантах пара на распространённость и развитие корневой гнили в посевах яровой пшеницы // Земледелие. 2017. № 6. С. 40-42.
Effects of Various Primary Tillage Methods in a Grain-Fallow Crop Rotation on Crop Capacity of Spring Barley
A. L. Pakul1, N. A. Lapshinov12, G. V. Bozhanova1, V. N. Pakul12
1Kemerovo Research Agricultural Institute, the branch of the Siberian Federal Research Center of Agricultural Biotechnology of the RAS, ul. Tsentralnaya, 47, pos. Novostroika, Kemerovskii r-n, Kemerovskayaobl., 650510, Russian Federation 2Kemerovo State Agricultural Institute, ul. Markovtseva, 5, Kemerovo, 650056, Russian Federation
Abstract. The article presents the results of studies conducted in a grain-fallow crop rotation in 2015-2018 as a part of a long-term stationary field experiment in the Kemerovo region. The experimental area was represented by leached, medium thick, medium humus, heavy loamy chernozem. The forecrop was pea for grain. We studied the effects of the primary tillage techniques on the yield of Nikita spring barley. Water availability in the tillering phase and stem elongation (r = 0.68-0.93) are among the main factors determining spring barley productivity whereas the main factor is the number of productive stems preserved before harvesting (r = 0.83-0.93). In the case of zero tillage the number of productive stems preserved for harvesting was significantly higher than in the control (moldboard tillage) and subsurface tillage - by 41-55 pcs/m2. The lack of the main tillage (direct seeding) resulted in the underdevelopment of root rot, compared with the case of plowing - by 6.3-13.4%. This is due to the accumulation of organic matter in the root layer of soil as a result of a long-term conservation (11 crop rotations) of crop residues and straw after pea harvesting. In the case of zero tillage, the optimal conditions for spring barley agro-coenosis in single-crop sowing ensured the yield of 2.88 t/ha (control - 2.37 t/ha) with 109.9% profitability. In binary crops, theyield of spring barley decreased by 12-33% due to the competition between crops for moisture and nutrients.
Keywords: spring barley; primary tillage method; productive moisture; yield.
Author Details: A. L. Pakul, head of laboratory; N. A. Lapshinov, D. Sc. (Agr.), chief research fellow, Prof.; G. V. Bozhanova, research fellow; V. N. Pakul, D. Sc. (Agr.), deputy director, leading research fellow (e-mail:vpakyl@ mail.ru).
For citation: Pakul A. L, Lapshinov N. A., Bozhanova G. V., Pakul V. N. Effects of Various Primary Tillage Methods in a Grain-Fallow Crop Rotation on Crop Capacity of Spring Barley. Zemledelie. 2019. No. 3. Pp. 34-36(in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10309.
