Урожайность яровой пшеницы в зависимости от основной обработки почвы и уровня минерального питания Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

zz:-^^Аграрный вестник Урала № 6 (98), 2012 г. —<^ЗБВ^у.

__________________________Агрономия

УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Н. В. АБРАМОВ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

С. А. СЕМИЗОРОВ,

аспирант, Тюменская государственная сельскохозяйственная академия

625003, Тюмень, ул. Республики, д. 7; тел. 89199564507; e-mail: semizorov-tyumen@rambler.ru

Положительная рецензия представлена Л. Н. Скипиным, доктором сельскохозяйственных наук, профессором (Тюменский государственный архитектурно-строительный университет).

Ключевые слова: обработка почвы, плодородие, уровень минерального питания, урожайность, яровая пшеница.

Keywords: soil Processing, fertility, level of a mineral food, productivity, spring wheat.

Средняя урожайность зерновых культур по Тюменской области составляет 1,8-2,6 т/га. В хозяйствах с высокой культурой земледелия устойчиво получают 3,5—5,0 т/га зерна. Это свидетельствует о больших резервах и возможностях увеличения продуктивности пашни в Северном Зауралье, необходимости совершенствования технологии возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе системы обработки почвы в совокупности с оптимизацией уровня минерального питания. Поэтому целью наших исследований было установить влияние дифференцированной системы основной обработки почвы при различном уровне минерального питания на урожайность яровой пшеницы и плодородие чернозема выщелоченного.

Методика исследований.

Исследования проводили в период 2009-2011 гг на стационаре опытного поля Тюменской ГСХА, в зерновом с занятым паром севообороте. Почва чернозём выщелоченный, тяжелосуглинистый с мощностью пахотного слоя до 35 см. Содержание гумуса в слое 0-30 см 6-7 %. Объектом исследования служили яровая пшеница, сорт Красноуфимская-100.

В опыте изучалась дифференцированная основная обработка почвы на различную глубину и уровни минерального питания из расчета на планируемую урожайность яровой пшеницы

3 и 5 т/га и без минеральных удобрений.

Основная обработка почвы в зерновом с занятым паром севообороте (горох + овес на сенаж -пшеница - пшеница) проводилась:

— ежегодная отвальная обработка: на глубину 28-30 см под однолетние травы и на 20-22 см под яровую пшеницу;

— в 2007 г. отвальная на глубину 28-30 см, в последующие годы по всем полям севооборота, на 10-12 см БДТ;

— в 2007 г. отвальная обработка на глубину 28-30 см, в 2008 году глубокое рыхление ПЧН — 2,3 на глубину 45 см под однолетние травы и поверхностная обработка БДТ-3 на глубину 10-12 см под яровую пшеницу;

— в 2007 г. отвальная обработка на глубину 28-30 см в последующие годы по всем полям севооборота без осенней основной обработки почвы. Весной ранневесеннее боронование

4

при наступлении физической спелости почвы проводили зубовыми боронами, а перед посевом— культивацию почвы с одновременным внесением минеральных удобрений на глубину 8-10 см сеялкой СКП-2,1. Посев культур проводили в рекомендованные сроки для северной лесостепи на глубину 5-6 см сеялкой С3-3,6 с нормой высева яровой пшеницы 6,2 млн всхожих семян, перед посевом семенной материал обрабатывали препаратом «Дивиденд экстрим» с нормой расхода 0,6 л/т, после посева поле прикатывали кольчато-шпоровыми катками 3-ККШ-6.

В системе защиты посевов в фазу кущения яровой пшеницы предусматривался комплекс химических препаратов гербицидов и фунгицидов в баковой смеси: Топик + Банвел + Логран и Альто Супер с нормами расхода на 1 гектар 0,4 л/га + 0,15 л/га + 0,008 кг/г и 0,5 л/га соответственно.

Годы проведения опыта были различны по погодным условиям. Вегетационный период 2009 г. характеризовался как умеренно теплый и сухой с жаркой и очень засушливой первой половиной вегетации зерновых культур. Сумма осадков за вегетационный период составляла 171 мм, что на 33,8 % меньше многолетних. Наличие обильных осадков во второй декаде июля вызвали появление подгона, что ухудшило условия уборки. В 2010 г. общее количество осадков распределилось наиболее равномерно по всему вегетационному периоду, а средняя температура воздуха была выше средних многолетних значений на 1°С, при этом коэффициент ГТК составил 0,96. Самым благоприятным по природно-климатическим условиям для возделывания яровой пшеницы был 2011 г. Сумма осадков за вегетационный период составила 176 мм, при этом 51 % выпало в 1-й и 2-й декадах июня. Данные условия были благоприятными для формирования узла кущения и закладки колоса зерновых. В целом за период проведения исследований менее благоприятным для роста и развития сельскохозяйственных культур отмечался 2009 год, из-за недостатка атмосферных осадков в первой половине вегетации. Погодные условия 2010 г. характеризуются как удовлетворительные для формирования продуктивности агроценозов, а 2011 г. — благоприятные.

'М'М'М. т-эуи. пэгоб. ги

Аграрный вестник Урала № 6 (98), 2012 г. —<^ВВЕ

Агрономия

Результаты исследований.

Наблюдения показали, что формирование урожая яровой пшеницы, при различных уровнях минерального питания, зависело в первую очередь от содержания продуктивной влаги в почве. Основная обработка почвы (глубина, особенности механического воздействия) отличалась по вариантам на накопление и сохранение продуктивной влаги.

Чизельная обработка на глубину 45 см разрушала плужную подошву, создавая лучшие условия для проникновения зимне-весенних осадков в подпахотном слое. Перед посевом яровой пшеницы на данном варианте в слое 0-30; 0-50 и 0-100 см накапливалось на 2,8; 7,1 и 23,4 мм больше, чем после вспашки (рис. 1). Оставшаяся стерня на поле без осенней обработки способствовала задержанию снега, а в весенний период выполняла роль мульчи для снижения скорости потока воздуха в приземном слое и температуры на поверхности почвы. Перед посевом яровой пшеницы на данном варианте в пахотном и метровом слое продуктивной влаги было больше на 2,4 и 24,8 мм, чем на контроле.

Поверхностная обработка на глубину 10-12 см БДТ-3 не обеспечивала влагонакопление на уровне относительно других изучаемых вариантов. В среднем за три года наблюдений запасы продуктивной влаги перед посевом яровой пшеницы на поле с поверхностной обработкой были ниже в слое 0-30 см на 5,8 мм, в метровом слое на 17,4 мм. Данная закономерность по влиянию на содержание продуктивной влаги в зависимости от системы основной обработки чернозема выщелоченного сохранялась и в фазу кущения яровой пшеницы. Содержание продуктивной влаги при использовании чизельной на глубину 45 см и без осенней обработки в слое 0-30 см было одинаковым и составило 35 мм, а в метровом слое разница составила в пользу чизельной обработки 10 мм. Это создавало лучшие условия для роста и развития культурных растений, чем при поверхностной обработке, где содержание продуктивной влаги в слое 0-30 см было 30 мм, а в

Продуктивная влага более рационально использовалась растениями яровой пшеницы в неблагоприятный по увлажнению 2009 г. на поле без осенней обработки почвы, где коэффициент водопотребления составил 126,5 мм/т. Не продуктивное потребление влаги из метрового слоя было у яровой пшеницы 112,9 мм/т при выращивании на поле обработанном отвально.

Формирование показателей почвенного плодородия во многом зависело от обработки почвы и средств химизации. Отдельно взятый показатель, изменяясь напрямую или косвенно, может влиять на состояние другого показателя почвенного плодородия. Так, особенности механического воздействия орудий при основной обработке почвы, глубина обработки влияла на плотность сложения чернозема выщелоченного, что оказывало влияние на накопление и сохранение продуктивной влаги. В свою очередь, интенсивность атмосферных осадков оказывает действие на процессы набухания и усадки почвенных частиц, что приводит к изменению плотности почвы.

Наиболее рыхлое сложение слоя 0-30 см имел чернозем выщелоченный перед посевом яровой пшеницы на поле обработанном отвально. Плотность почвы здесь составила 1,17 г/см3, а общая скважность 53,3 % (табл. 1). В среднем за три года исследований наиболее плотная почва была при поверхностной обработке — 1,21 г/см3, с общей скважностью 51,3 %. На плотность почвы здесь оказывало не только механическое воздействие рабочих органов, но и состояние увлажнения. Как было отмечено выше, на данной обработке запасы продуктивной влаги содержались меньше относительно других вариантов. Следует отметить, что, несмотря на формирование различной плотности по системам основной обработки, она была в пределах оптимальных значений для роста и развития растений яровой пшеницы. Коэффициент интенсивности уплотнения чернозема выщелоченного составлял 0,97, что свидетельствует об умеренном изменении

слое 0-100 см 139.5 мм.

плотности пахотного слоя в период вегетации

ч—>

А

га

и

я

£!

й

К!

ей

К

СР

и

ч

о

&

с

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

Перед посевом к Отвальная

1====^ Поверхностная

СГГЛв Чшельная

Нулевая

Кущение —!— Отвальная

- Поверхностная ••Чизельная - Нулевая

0-30 СМ

0-50 СМ

0-100 см

Рисунок 1

Запасы продуктивной влаги в почве в зависимости от основной ее обработки, мм (2009-2011 гг.)

www.m-avu.narod.ru 5

Аграрный вестник Урала № 6 (98), 2012 г. —<^ВВЕ

Агрономия

Таблица 1

Агрофизические показатели плодородия выщелоченного чернозема в слое почвы 0-30 см (в среднем за 2009-2011 гг.)

Обработка почвы (А) Уровень питания (В) Содержание агрегатов, % Плотность почвы, г/см3 Скваженность, %

сухих в воде перед посевом кущение перед уборкой общая аэрации

Отвальная Контроль 52 86 1,17 1,14 1,17 53,3 25,4

На 3 т/га 65 63

На 5 т/га 64 71

Поверхностная Контроль 50 87 1,21 1,16 1,25 51,3 25,0

На 3 т/га 69 79

На 5 т/га 48 82

Чизельная Контроль 46 86 1,19 1,12 1,21 52,7 25,2

На 3 т/га 58 78

На 5 т/га 42 89

Нулевая Контроль 57 82 1,18 1,16 1,19 52,5 25,7

На 3 т/га 63 70

На 5 т/га 46 86

растений и не является пагубным для формирования корневой системы.

Важным показателем состояния плодородия почв является структура и ее водопрочность. К факторам направленного управления процессами структурообразования относится правильная обработка почвы. Основатель классической теории вспашки В. Р. Вильямс (1949) писал: «Общая задача основной, или зяблевой обработки почвы состоит в том, чтобы осуществить в почве главное условие ее плодородия, то есть придать прочную комковую структуру» [3]. Он считал, что только культурная вспашка плугом с предплужником на глубину 20-22 см создает благоприятные условия в почве для роста и развития культурных растений.

Согласно полученным результатам в наших опытах за 2009-2011 гг. отвальная обработка благотворно влияла на содержание агрономически ценных агрегатов. Так, в слое 0-30 см агрегатов размером 10-0,25 мм в диаметре составило 60,3 % и было больше относительно других обработок почвы по всем фонам минерального питания на 4,6-11,6 %. Однако водопрочность агрегатов, что является качественным показателем в структурообразовании, была выше у чернозема выщелоченного по изучаемым системам обработки почвы относительно вспашки. Количество водопрочных агрегатов в среднем за три года в слое 0-30 см было больше по чизель-ной, поверхностной и «нулевой» обработкам на 6-11 % по сравнению с контрольным вариантом. Водно-физические и биологические факторы почвенного плодородия при обработке с чизе-леванием на глубину 45 см и периодическом чередовании с поверхностной на глубину 10-12 см обеспечили формирование водопрочной структуры до 84,3 %, что соответствует отличному ее состоянию.

На прочность структурных связей оказывала органоминеральная система удобрений. Формирование водопрочной структуры происходило под действием органических клеящих веществ, которые образуются в результате разложения органических остатков. В цепочке трансформации органического вещества и

6

структурообразования определяющим является поступление количества растительных остатков и расположение их до гумуса или минеральных веществ. В наших опытах отмечается, что лучшие условия образования водопрочной структуры были без минеральных удобрений при отвальной обработке и чередовании ее с поверхностной обработкой — 86-87 %. Это мы объясняем активностью микробов; интенсивность разложения льняных полотен на данных вариантах была ниже, а постепенное разложение органических остатков не приводило к полной минерализации, что подтверждает содержание гумуса.

При чизелевании поля и «нулевой» обработке с увеличением нормы минеральных удобрений из расчета на планируемую урожайность яровой пшеницы 5 т/га, также обеспечивало увеличение водопрочных агрегатов > 0,25 мм в диаметре до 86-89 %. Условия, созданные данными обработками и нормой минеральных удобрений, обеспечивали дополнительное поступление органического вещества в почву и процесс его трансформации до гумусовых веществ.

Обработка почвы, уровень химизации влияли на формирование продуктивности агроценозов. Следует отметить, что чем меньше вносимая норма минеральных удобрений, тем больше значимость предшественника в получении урожайности яровой пшеницы. Так, при выращивании без минеральных удобрений средняя урожайность яровой пшеницы по всем изучаемым обработкам после однолетних трав составила 2,64 т/га, а после пшеницы — 2,4 т/га (табл. 2). Применение минеральных удобрений из расчета на планируемую урожайность 3 т/га по фонам обработки позволила получить пшеницы по пшенице и после однолетних трав 3,91-4,00 т/га. Увеличение нормы минеральных удобрений из расчета на 5 т/га привело к дополнительному сбору зерна 0,57 т/га при размещении второй пшеницы после занятого пара относительно первой. Таким образом, повышенный фон средств химизации нивелирует роль предшественника в короткоротационных севооборотах.

'М'М'М. т-эуи. пэгоб. ги

Аграрный вестник Урала № 6 (98), 2012 г. —<^ВВЕ

Агрономия

Таблица 2

Урожайность яровой пшеницы, т/га (2009-2011 гг.)

Обработка почвы (В) Уровень питания (С) Предшественник (А) Среднее

Пар занятый Яр. пшеница

Отвальная Контроль 2,89 2,34 2,62

№К на 3 т/га 4,00 3,91 3,96

№К на 5 т/га 4,02 4,61 4,32

Поверх. Контроль 2,62 1,96 2,29

№К на 3 т/га 3,81 3,61 3,71

№К на 5 т/га 4,56 5,01 4,79

Чизельная Контроль 2,64 2,56 2,60

№К на 3 т/га 3,90 4,02 3,96

№К на 5 т/га 4,57 5,02 4,80

Нулевая Контроль 2,41 2,88 2,65

№К на 3 т/га 3,93 4,44 4,19

№К на 5 т/га 4,41 5,20 4,81

НСР (абсолютный): 95 % = 0,48

Для фактора А = 0,14

Для фактора В = 0,19

Для фактора С = 0,17

Для фактора АВ = 0,28

Для фактора АС = 0,24

Для фактора ВС и АВС = 0,34

Водно-физические свойства черноземы выщелоченного лучше складывались при дифференцированной обработке (отвальная + 3 года без осенней обработки и отвальная + чизельная + 2 года поверхностная обработка на глубину 10-12 см). Отвальная обработка, дифференцированная с чизелеванием и поверхностной, дифференцированная с «нулевой» обработкой без использования минеральных удобрений, формировала урожайность яровой пшеницы на одном уровне: 2,62; 2,60 и 2,65 т/га соответственно. Урожайность при дифференцированной обработке (отвальная + 3 года поверхностная) была ниже на 0,31-0,36 т/га. При МРК на урожайность 3 т/га и применении средств защиты растений наибольшая урожайность получена по дифференцированной обработке с прямым посевом — 4,19 т/га. Поверхностная обработка в системе дифференцированной обработки снижала урожайность яровой пшеницы до 3,71 т/га. На фоне минерального питания из расчета на урожайность 5 т/га с использованием средств защиты растений преимущество в получении урожайности яровой пшеницы имели все варианты дифференцированной обработки с элементами минерализации (4,79-4,81 т/га) по сравнению со вспашкой.

Сопоставление экономических показателей возделывания яровой пшеницы свидетельствует, что дифференцированная обработка почвы на фоне комплексной химизации снижает себестоимость зерна, увеличивает прибыль и рентабельность производства. Исключение осенней обработки в течение трех лет, применение чизельной в сочетании с поверхностной позволило получить наибольшую рентабельность при выращивании яровой пшеницы 113-91 %. Наиболее экономически оправданным является возделывание яровой пшеницы при дифференцированной системе основной обработки почвы с внесением минеральных удобрений из расчета на урожайность зерна 3 т/га и использованием средств защиты растений.

Таким образом, дифференцированная обработка почвы, в системе которой предусматривается после отвальной исключение осенней обработки в течение 3-х лет; использование чизельной на глубину 45 см и поверхностной на глубину 10-12 см в течение 2-х лет благоприятно влияет на формирование водно-физических свойств чернозема выщелоченного. Данная система дифференцированной обработки почвы позволяет получить наибольшую и экономически оправданную урожайность яровой пшеницы 4,19-4,96 т/га при внесении минеральных удобрений из расчета на получение зерна 3 т/га с применением средств защиты растений.

Литература

1. Абрамов Н. В. Совершенствование основных элементов систем земледелия в лесостепи Западной Сибири : дис. ... д-ра сельхоз. наук. Омск, 1992. 313 с.

2. Перфильев Н. В. Основная обработка и плодородие темно-серой лесной почвы в Северном Зауралье // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2011. № 11-12. С. 19-25.

3. Вильямс В. Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. М. : Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1949. 471 с.

№№№. т-Э¥и. ПЭГОб. Ги

7