CC BY
20
ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
2020 ■ № 5 (85)
crops with a high multiplication rate allows not only to increase the yield of soybeans, but also to reduce production costs. The cultivation of soybean varieties Primorskaya 86 and Monsoon after green manure predecessors did not have a significant effect on the passage of phenological phases, promoted linear growth and an increase in the green mass of one plant. The germination rate of soybean plants ranged from 75 to 80.5 %, which is common in the Primorsky Territory. At the same time, the growth and development of soybean plants is largely determined by the type of green manure predecessor, with the largest mass of soybean plants in the green bean phase observed after cabbage plants. The largest aboveground mass was formed in soybean plants after oil radish and, depending on the variety, varied from 264.7 to 268.4 g. It should be borne in mind that the height of the soybean stalk is of great importance during harvesting, since with low-growing plants a significant part of the crop remains on field. Compared with the control for all variants of the experiment (except for the seed oats), the soybeans showed an increase in the mass of leaves and green beans, and a more powerful root system was formed.
Key words: soybeans, green manure crops, variety, Primorskaya 86, Monsoon, growth, development. -♦-
УДК 633.1:551.5(470.56)
Устойчивость кормовых культур к засухе в зависимости от фона питания в степном Предуралье Оренбуржья
Н.А. Максютов, д-р с.-х. наук; Н.А. Зенкова, канд. с.-х. наук ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
Цель исследований - установить устойчивость кормовых культур на удобренном фоне в борьбе с засухой за 10 и 29 лет. Объектом исследований были кормовые культуры на двух фонах питания, возделываемые в 6-польных севооборотах многолетнего стационарного опыта. Исследования за 1990 -2018 годы показали, что применение минеральных удобрений под кормовые культуры в засушливых условиях области не всегда эффективно. За 29 лет проведения опытов по кукурузе на силос 11 лет урожая фактически не было, по злаково-бобовой смеси (овёс + горох) и суданской травы летнего срока посева на зелёный корм соответственно урожайность была хорошей 8 и 7 лет соответственно, по сорго на силос за 18 лет 6 лет были урожайными. В среднем за 1990 -2018 гг. прибавка зелёной массы от удобрений по кукурузе составила 10 ц с 1 га, злаково-бобовой смеси - 17 и суданской травы - 18, сорго за 18 лет - 13 ц с 1 га. Наиболее урожайной за 29 лет оказалась кукуруза, давшая в среднем по двум фонам питания 158 ц с 1 га, злаково-бобовая смесь - 112 и суданская трава - 149 ц с 1 га. За годы исследований самая высокая урожайность кукурузы составила 798 ц с 1 га зелёной массы, сорго - 298, злаково-бобовой смеси - 269 и суданской травы - 317 ц с 1 га. Самые благоприятные погодные условия для формирования урожая сложились в первой ротации севооборотов (1990 - 1995 гг) при умеренной засушливости 0,7 - 1,0, в остальные ротации она была очень сильной - 0,4 - 0,7. Применение удобрений способствовало устойчивости культур к засухе. За 29 лет на удобренном фоне кукуруза была подвержена очень сильной засухе 9 лет, неудобренном - 10, сорго 3 и 4, злаково-бобовая смесь 11 и 13, суданская трава 4 и 6 лет соответственно, последняя оказалась наиболее засухоустойчивой. Наибольшая урожайность кормовых культур - свыше 200 ц с 1 га зелёной массы была получена при слабой засушливости, как благоприятной по погодным условиям.
Ключевые слова: кормовые культуры, удобрение, засуха, засушливость, температура воздуха, осадки, урожайность.
За период стационарных исследований с 1990 по 2018 г. произошли существенные изменения в погодных условиях, которые сводятся к потеплению зимнего периода на 3,5 °С, сельскохозяйственного года (сентябрь - август) - на 1,9 °С, резким перепадам среднесуточной температуры воздуха в вегетационный период и даже появлению нового типа засухи - холодная, когда приостанавливается рост растений, а развитие их происходит интенсивно. Кроме того, за последние годы участились засухи в поздний вегетационный период, которые оказывают негативное влияние на урожайность с.-х. культур [1 - 6]. В этих условиях реакция кормовых культур на агротехнические приёмы, в первую очередь на
эффективность удобрений, была неоднозначной, особенно в засушливые годы.
По нашему мнению, многолетние стационарные исследования в сравнении с краткосрочными опытами (3 - 4 года) охватывают всё многообразие погодных условий и дают более объективные результаты.
Цель исследования - установить устойчивость кормовых культур на удобренном фоне в борьбе с засухой.
Материал и методы исследований. Объектом исследований были кормовые культуры на двух фонах питания, возделываемые в 6-поль-ных севооборотах многолетнего стационарного опыта.
* Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2018 -2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-2019-0003).
Почва стационара - чернозём южный (террасовый) карбонатный среднемощный тяжёлого гранулометрического состава на жёлто-бурой древнеаллювиальной глине, подстилаемый делювиальной глиной. Почва от соляной кислоты вскипает с поверхности и по профилю бурно.
Количество гумуса в пахотном слое почвы до 4,0 %, № и ёмкости поглощения - соответственно до 0,180 и 31,9 мг/экв., Р2О5 - 2,50 и К2О - 38,1 на 100 г почвы.
Объёмная масса в слое 0 - 30 см почвы равна 1,22 г/см3, максимальная гигроскопичность -7,68 %, влажность устойчивого завядания -34,5 мм, полевая влагоёмкость - 111,4 мм.
Погодные условия, сложившиеся за 29 лет исследований, характеризуются следующими показателями (ГТК по Селянинову): слабая засушливость (1,0 - 1,3) проявлялась всего 2 года, умеренная (0,7 - 1,0) - 7 лет, очень сильная (0,4 - 0,7) - 12 лет и условия пустыни (<0,4) -8 лет.
За последние 10 лет (2009 - 2018 гг.) засуха участилась, 7 лет засушливость была очень сильной, 2 года - условия пустыни и всего 1 год - умеренная засушливость.
Исследования велись в 6-польных севооборотах, кукуруза и сорго возделывались в зер-нопаропропашном с чередованием: пар чёрный кулисный - озимые - яровая твёрдая пшеница - кукуруза и сорго на силос - яровая мягкая пшеница - ячмень.
Злаково-бобовая смесь в сидеральном севообороте возделывалась с чередованием: злаково-бобовая смесь на зелёное удобрение - яровая твёрдая пшеница - яровая мягкая пшеница -просо - яровая мягкая пшеница - ячмень; в почвозащитном севообороте с чередованием: суданская трава летнего срока посева - яровая твёрдая пшеница - яровая мягкая пшеница -горох - яровая мягкая пшеница - ячмень.
Технология возделывания с.-х. культур - принятая для центральной зоны области.
Под пары внесли Р80К40 кг д.в. на 1 га, под непаровые предшественники - ^0Р40 кг д.в. на 1 га.
Для основной обработки почвы применялся отвальный плуг ПН-4-35, закрытия влаги в почве - зубовые бороны БЗТУ-1,0, для предпосевной культивации и обработки паров - культиватор КПГ-4, после посевного прикатывания - кольчатые катки, для посева ранних яровых культур - сеялка СЗП-316, кукурузы и сорго на силос - сеялка СУПН-8.
Учёт урожая зерновых культур проводился комбайном «Сампо-500», кукурузы и сорго на силос, злаково-бобовой смеси и суданской травы на зелёный корм - вручную.
Для лабораторных работ использовались современные приборы: пламенный фотометр PLvNO-4, электрофотоколориметр КФК-2, ионо-метр универсальный, прибор ИДК-1, микроскоп, персональный компьютер.
Статистическая обработка урожая проводилась ежегодно по Б.А. Доспехову (1979).
Результаты исследований. Основными факторами, влияющими на урожайность кормовых культур за годы исследований, явились осадки и температура воздуха за вегетационный период. По этим показателям рассчитывался гидротермический коэффициент (ГТК) и засушливость (табл. 1).
Наиболее благоприятные погодные условия для формирования урожая кормовых культур сложились в 1-й ротации севооборотов. За эти годы была умеренная засушливость - 0,7 - 1,0, остальные годы ротаций были подвержены очень сильной засушливости - 0,4 - 0,7. Урожайность кормовых культур и эффективность удобрений во многом зависели от этого вида засушливости.
Самая высокая урожайность зелёной массы кукурузы и сорго отмечена в 1-й ротации при умеренной засушливости, злаково-бобовой смеси и суданской травы - в 3-й ротации, благоприятной для этих культур (табл. 2).
В среднем за три и пять ротаций по урожайности кукуруза занимала первое место среди кормовых культур. Сорго и суданская трава по этому показателю примерно были одинаковыми. Злаково-бобовая смесь по урожайности существенно уступала им.
1. Метеорологические условия для формирования урожая с.-х. культур по ротациям 6-польного севооборота за 1990 - 2018 гг.
Ротация (годы) Вегетационный период (май - август)
температура, °С осадки, мм ГТК засушливость
1-я (1990 - 1995) 18,6 167 0,72 0,7 - 1,0
2-я (1996 - 2001) 19,7 148 0,56 0,4 - 0,7
3-я (2002 -2007) 19,3 147 0,56 0,4 - 0,7
4-я (2002 -2007) 20,8 123 0,55 0,4 - 0,7
5-я (2014 - 2018) 17,7 124 0,47 0,4 - 0,7
За 5 ротаций 19,2 142 0,57 0,4 - 0,7
Среднемноголетние 19,1 155 0,59 0,4 - 0,7
Примечание: за 5-ю ротацию данные за 5 лет.
Эффективность удобрений по кормовым культурам отмечалась не во все годы. Из 29 лет существенная прибавка в урожайности зелёной массы кукурузы была только 11 лет, злаково-бобовой смеси - 8 и суданской травы - 7, сорго за 18 лет - 6, составив соответственно 10 ц с 1 га; 17, 18 и 13 ц с 1 га.
Максимальная отдача от удобрений получена по кукурузе - 93 ц с 1 га, зелёной массы, злаково-бобовой смеси - 76, суданской травы -95, сорго - 67 ц с 1 га.
Наибольший недобор в урожае от отрицательного влияния удобрений в зелёной массе составил соответственно 112; 14; 52 и 24 ц с 1 га.
Снижение в урожайности на удобренном фоне на примере кукурузы в 2011 г. объясняется обильным выпадением осадков в июне, которые способствовали поверхностному формированию корневой системы. На удобренном фоне урожайность составила 86 ц, неудобренном - 198 ц с 1 га, в бессменном её посеве - соответственно 95 и 204 ц с 1 га зелёной массы.
За 29 лет исследований проявлялись все виды засушливости: из них условия пустыни 8 лет,
очень сильная засушливость - 12, умеренная -7 и слабая - 2 года. Однако реакция кормовых культур на удобренный и неудобренный фоны к засухе была неоднозначной (табл. 3).
Наиболее благоприятные погодные условия для формирования урожайности всех культур -более 200 ц зелёной массы с 1 га сложились при слабой засушливости на удобренном фоне. При умеренной засушливости с урожайностью кормовых культур от 100 до 200 ц с 1 га такой чёткой закономерности не наблюдалось в зависимости от фона питания.
Наибольшее количество лет в условиях очень сильной засухи с урожайностью кормовых культур от 50 до 100 ц с 1 га отмечалось на неудобренном фоне. Особенно это относится к злаково-бобовой смеси и суданской траве - соответственно 14 и 6 лет.
Самой засухоустойчивой культурой на обоих фонах питания оказалось сорго, которое не подвергалось засушливости, близкой к условиям пустыни. Наиболее подверженной этой засушливости была злаково-бобовая смесь на двух фонах питания - по 2 года.
2. Урожайность кормовых культур в зависимости от фона питания по ротациям 6-польного севооборота, ц с 1 га зелёной массы
Ротация (годы) Культура Засушливость (ед.)
кукуруза сорго злаково-бобовая смесь суданская трава летнего срока посева
1-я (1990 - 1995) 328 304 216 202 101 101 140 139 0,7 - 1,0
2-я (1996 -2001) 162 147 183 166 107 93 154 144 0,4 - 0,7
3-я (2002 -2007) 132 108 115 108 169 142 237 179 0,4 - 0,7
Среднее за три ротации 207 186 171 159 126 112 177 154 0,4 - 0,7
4-я (2008 -2013) 107 120 - 109 93 132 123 0,4 - 0,7
5-я (2014 -2018) 84 84 - 115 86 127 118 0,4 - 0,7
Среднее за пять ротаций 163 153 - 120 103 158 140 0,4 - 0,7
Примечание: над чертой - удобренный фон, под чертой - неудобренный фон. В 4-й и 5-й ротациях посев сорго не проводился.
3. Вид засушливости в зависимости от урожайности кормовых культур и фона питания за 1990 - 2018 гг.
Вид засушливости Урожайность зелёной массы кормовых культур, ц с 1 га Культура
кукуруза сорго злаково-бобовая смесь (овёс + горох) суданская трава летнего срока посева
Слабая (1,0 - 1,3) более 200 5/4 4/2 7/4
Умеренная (0,7 - 1,0) 100 до 200 13/14 11/10 11/11 17/19
Очень сильная (0,4 - 0,7) 50 до 100 9/10 3/4 11/14 4/6
Условия пустыни (< 0,4) < 50 1/0 0/0 2/2 1/0
Примечание: слева от черты количество лет на удобренном фоне, справа - на неудобренном.
Таким образом, несмотря на низкую эффективность удобрений в засушливые годы, они играют заметно положительную роль в борьбе с засухой.
Многие исследователи считают, что применение минеральных удобрений является одним из основных факторов повышения урожайности с.-х. культур [7 - 10]. С этим вполне можно согласиться, если они применяются в регионах с большим количество выпадения осадков, хорошим увлажнением почвы и с низким содержанием её плодородия. Например, до Первой мировой войны в Германии, когда мало применялись минеральные удобрения, урожайность составляла 12 - 15 ц с 1 га зерновых культур, а в настоящее время - 63 ц с 1 га [11].
В учебниках по земледелию с 1960 по 1970 г. было отмечено, что применение минеральных удобрений на чернозёмных почвах малоэффективно, а их плодородия достаточно для получения хорошего урожая в течение 100 - 150 лет [12, 13]. Другая часть учёных считает, что в засушливых условиях применение минеральных удобрений является т.н. сухим поливом [5, 14].
Результаты наших исследований подтверждают все эти положения [6, 15, 16]. Во влажные годы с хорошими запасами влаги в почве и оптимальной температурой воздуха эффективность минеральных удобрений очень высокая. В годы с хорошими запасами влаги в почве, но с сухой жаркой погодой и низкой относительной влажностью воздуха их эффективность резко снижается. При дефиците тепла, или так называемой холодной засухе, усвоение минеральных удобрений, особенно азотных, находится на низком уровне, что приводит к замедленному росту растений и интенсивному их развитию. В такие годы эффект от удобрений отсутствует. В годы с суховейными явлениями при низких запасах влаги в почве в результате повышенной концентрации почвенного раствора на удобренном фоне происходит заметное снижение урожая. Все эти явления подтверждаются нашими исследованиями за 29 лет.
Выводы
1. Основными причинами низкой эффективности минеральных удобрений и урожайности кормовых культур за годы исследований являются: потепление климата и увеличение повторяемости засух, резкие среднесуточные перепады температуры и влажности воздуха, а в результате стрессовые ситуации для растений, появление холодной засухи из-за дефицита тепла, когда замедляются рост растений и интенсивное их развитие, усиление ветровой деятельности, что приводит к большим потерям почвенной влаги, выпадение осадков в виде ливней и т.д.
2. В условиях часто повторяющихся засух за 29 лет исследований наибольшую урожайность из кормовых культур сформировала кукуруза
на силос, по этому показателю несколько ей уступала только суданская трава.
Самой засухоустойчивой культурой за 18 лет было сорго, за 29 лет - суданская трава летнего срока посева. Эти культуры меньше были подвержены очень сильной засухе.
3. Применение минеральных удобрений играет важную роль в борьбе с засухой. За все годы кормовые культуры, кроме слабой засушливости - благоприятной для урожая, меньшее количество лет были подвержены как умеренной, так и сильной засухе на удобренном фоне.
Наиболее отзывчивой на удобрения культурой в среднем за 18 и 29 лет оказалась суданская трава, прибавка зелёной массы составила соответственно 23 и 18 ц с 1 га, кукурузы - 21 и 10, сорго - 13, злаково-бобовой смеси - 14 и 17 ц с 1 га.
Литература
1. Земледелие I СА. Боробьёв, Д.И. Буров, Б.Е. Егоров [и др.]. M., 1972. 512 с.
2. Mаксютов НА., Жданов БЖ, Лактионов О.Б. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала. Оренбург: кн. изд-во. 2008. 232 с.
3. Ресурсосберегающие приёмы применения удобрений в степной зоне Южного Урала I НА. Mаксютов, БМ. Жданов, Б.Ю. Скороходов [и др.]. Республика Болгария, София: Изд-во «Бял Гряд-БГ» БОД, 2013. С. 12 - 14.
4. Скороходов Б.Ю. Блияние погодных факторов вегетации и фона питания на накопление нитратного азота в почве под сельскохозяйственными культурами на чернозёмах Оренбургского Предуралья II Животноводство и кормопроизводство. 2018. № 1. Т. 101. С. 176 - 186.
5. Gerona, J., Crewe, J. Prisyorywanie rested pozniwnycx kukurdzy. Now rolnichstvo. 1977, r. 26, № 11 - 12, S. 9 - 11.
6. Блияние холодной засухи на урожайность сельскохозяйственных культур в степной зоне Оренбуржья I НА. Mаксютов, A.A. Зоров, Б.Ю. Скороходов [и др.] II Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 4 (84). С. 25 - 29.
7. Биологические и ресурсосберегающие приёмы и технологии возделывания яровой твёрдой пшеницы в степной зоне Южного Урала I НА. Mаксютов, A.A. Зоров, Б.Ю. Скороходов [и др.] II Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства в условиях часто повторяющихся засух: матер. междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 80-летнему юбилею Оренбургского научно-исследовательского института сельского хозяйства: сб-к науч. трудов. Оренбург, 2017. С. 33 - 40.
8. Ряховский A3., Батурин НА., Березнов A.^ Aгрономическая химия. Оренбург, 2004. 283 с.
9. Miguel Carmo, Roberto García-Ruiz, Maria Isabel Ferreira, Tiago Domingos. The N-P-K soil nutrient balance of Portuguese cropland in the 1950s: The transition from organic to chemical fertilization. Scientific Reports. 2017; 7: 8111: 1 - 14.
10. Jonas Jägermeyr, Katja Frieler. Spatial variations in crop growing seasons pivotal to reproduce global fluctuations in maize and wheat yields.Sci Adv. 2018 Nov; 4 (11): eaat 4517: 1 - 10.
11. Шульмейстер К.Г. Борьба с засухой и урожай. M., 1975. 335 с.
12. Рюбензам Э., Рауэ К. Земледелие. M., 1965. 520 с.
13. Панников Б.Д., Mинеев Б.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. M. Aгропромиздат, 1987. 512 с.
14. Селянинов Г.Т. Происхождение и динамика засух I Засуха в СССР. Л. Гидрометеоиздат, 1968. С. 79 - 85.
15. Mаксютов НА. Жданов БМ., Aбдрашитов Р.Р. Повышение плодородия почвы, урожайности и качество продукции сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах степной зоны Южного Урала. Оренбург: кн. изд-во, 2012. 332 с.
16. Эффективность применений удобрений в полевых севооборотов степной зоны Южного Урала I НА. Mаксютов, БМ. Жданов, Б.Ю. Скороходов [и др.] !ФГБНУ ПНИИЗ. Aстрахань, 2015. С. 38 - 42.
Максютов Николай Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник, заведующий отделом
Зенкова Наталья Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
460051, Россия, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1 E-mail: [email protected]
Resistance of forage crops to drought depending on the fertilization background in the steppe Preduralye of Orenburg region
Maksyutov Nikolay Alekseevich, Doctor of agricultum, Professor, chief researcher, head of the Department Zenkova Natalia Anatolyevna, Candidate of Agricultum, senior researcher 27/1, Gagarin Ave, Orenburg, 460051, Russia E-mail: [email protected]
Studies for 1990 - 2018 have shown that the use of mineral fertilizers for forage crops in arid conditions of the region does not always have an effect. So for 29 years of experiments on corn for silage 11 years it was not observed, for sorghum for silage for 18 - 6, for cereal-legume mixture (oats+peas) and Sudanese grass of the summer sowing period for green fodder respectively 8 and 7 years. On average, for 1990 - 2018, the increase in green mass from fertilizers for corn was 10 C per 1 ha, cereal-legume mixture - 17 and Sudanese grass - 18, sorghum for 18 years - 13 C per 1 ha. The most productive for 29 years was corn, it averaged two backgrounds nutrition - 158 C 1 ha, cereal-legume mixture-112 and Sudanese grass - 149 C 1 ha. during the years of research the highest yield of corn marked 798 C 1 ha of green mass, sorghum - 298, cereal-legume mixture - 269 and Sudanese grass - 317 C 1 ha. The minimum from influence of a drought it made respectively 54 TS from 1 hectare, 55, 45 and 43 TS from 1 hectare. The most favorable weather conditions for crop formation were in the first rotation of crop rotations (1990 - 1995) with moderate dryness - 0.7 - 1.0, in the remaining rotation it was very strong - 0.4 - 0.7. The use of fertilizers contributed to the resistance of crops to drought, so on the fertilized background, corn was subject to a very severe drought for 9 years, non-wind - 10, sorghum 3 and 4, cereal-legume mixture 11 and 13 Sudan grass 4 and 6 years, respectively, the latter was the most drought-prone. The highest yield of forage crops in excess of 200 kg per 1 ha of green mass was obtained with weak aridity, as the most favorable weather conditions.
Key words: forage crops, fertilizer, drought, aridity, air temperature, precipitation, yield. DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-70-74
-Ф-
УДК 638.19(470.630)
Влияние погодных факторов на семенную продуктивность новых сортов люцерны и проблемы её опыления
Н.С. Лебедева, аспирантка; Е.В. Ченикалова, д-р биол. наук, профессор
ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ
В статье рассмотрено влияние погодных факторов 2016 - 2019 гг. на семенную продуктивность новых сортов люцерны в Центральном Предкавказье, проблемы опыления люцерны и значение природных опылителей - одиночных пчелиных. Авторами описываются новые сорта люцерны, созданные в ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», возделываемые в регионе и рекомендуемые для всех почвенно-климатических зон Ставропольского края. Даны основные характеристики этих сортов. Проанализировано влияние отклонений погодно-климатических факторов - температуры и выпадения осадков - от многолетних значений на семенную продуктивность сортов. Показано, что в засушливые годы снижается семенная продуктивность сортов как жёлтой, так и синей люцерны. Приведена сравнительная плотность медоносных пчёл и природных опылителей в 2020 г на изучаемых сортах люцерны. Указан видовой состав основных опылителей люцерны в Центральном Предкавказье, составляющий 8 видов. Отмечается, что специализированный опылитель люцерны - пчела-листорез Megachile rotundata F. обитает в условиях зоны исследований и не нуждается в интродукции. Для её привлечения было бы целесообразно устанавливать искусственные гнездовья, ранее производившиеся в стране. Охарактеризовано влияние погоды на эффективность опыления люцерны одиночными пчелиными, их участие в процессе опыления и формирования урожая семян люцерны, предлагаются меры по привлечению опылителей на посевы семенной
