CC BY
300
ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА
С.С. Балабанов, Н.В. Беседин, Н.И. Картамышев, Н.М. Тимофеева
Аннотация. В работе показано влияние приемов биологизации (обработка почвы, система удобрения) земледелия на влагообеспеченность сельскохозяйственных культур зернопаропропашного севооборота.
Ключевые слова: севооборот, основная обработка почвы, система удобрения, побочная нетоварная продукция, сидеральные культуры, запасы усвояемой влаги, озимая пшеница, сахарная свекла, кукуруза, ячмень.
В условиях неустойчивого увлажнения влага является одним из основных лимитирующих факторов получения высоких и устойчивых урожаев всех сельскохозяйственных культур. Как указывал В.Р. Вильямс [1], "вода является одним из важнейших и необходимых факторов жизни растений, а влажность почвы - один из показателей её плодородия". К.А. Тимирязев [2] и Н.М. Тулайков [3] подчёркивали, что уровень урожая сельскохозяйственных культур находится в прямой зависимости от влагообеспеченности растений, которая во многом определяется метеорологическими условиями, способами обработки почвы, особенностями возделываемых сельскохозяйственных культур и другими условиями.
При прорастании семена яровой пшеницы поглощают 50-60% влаги от массы сухого зерна. Потребление воды яровой пшеницы в течение вегетационного периода неравномерно. Критические периоды по отношению к влаге - выход в трубку - колошение, то есть периоды образования репродуктивных органов. Недостаток влаги в это время увеличивает бесплодность колосков, а при формировании и наливе зерна снижает выполненность и крупность зерна, что приводит к значительному снижению урожайности. При весенних запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы менее 100 мм создаются неблагоприятные условия для роста и развития яровой пшеницы, а при наличии менее 60 мм невозможно получить даже удовлетворительный урожай зерна. Последующие обильные осадки не могут поправить положение, урожай резко снижается [4].
Озимая пшеница лучше использует осенние и зимние осадки, потребляет значительно больше влаги, чем яровая. Потребление влаги в течение вегетации идёт неравномерно и зависит от возраста, интенсивности роста и развития, густоты растений, температуры, развития корневой системы и наличия влаги в почве.
В фазе прорастания зерна и появления всходов растения потребляют сравнительно небольшое количество влаги. Однако, чтобы получить дружные и полноценные всходы, необходимо иметь в верхнем слое почвы (0-10 см) не менее 10 мм продуктивной влаги. Для нормального осеннего кущения озимой пшеницы необходимо иметь не менее 30 мм продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см. Озимая пшеница наибольшее количество влаги расходует от весеннего отрастания до колошения (до 70% общей потребности в воде за вегетацию) и наименьшее - от цветения до восковой спелости зерна (до 20%). Критическим периодом по отношению к влаге у озимой пшеницы является выход в трубку - колошение. При недостатке влаги в этот период приостанавливается рост растений, формирование площади листьев, это приводит к нарушению дифференциации генеративных органов, что ведёт к недобору урожая. Во время цветения и налива зерна недостаток влаги снижает озернённость колоса, крупность и урожай зерна. Для получения высоких урожаев озимой пшеницы с хорошим качеством зерна наиболее благоприятна влажность
почвы (в слое 0-60 см) не ниже влажности разрыва капилляров [4].
Среди ранних яровых зерновых ячмень - самая засухоустойчивая культура. В засушливых условиях обычно даёт более высокие урожаи зерна, чем яровая пшеница. Наибольшее количество воды потребляет в периоды выхода в трубку и колошения. Повышенная влажность и умеренная температура способствуют образованию и росту вторичной (узловой) корневой системы. Вместе с тем, ячмень чувствителен к избыточному увлажнению.
Этому вопросу были посвящены наши исследования, которые проводились в 2000 - 2005 гг. в стационарном полевом многофакторном опыте, заложенном кафедрой земледелия на опытном поле Курской государственной сельскохозяйственной академии. Почвы опытного участка темно-серые лесные среднесуглини-стые.
Погодные условия в период проведения полевых исследований достаточно полно отражали характерные особенности климата зоны, что дает основание перенести результаты исследований в производство Центрального Черноземья.
Агротехника возделывания изучаемых культур севооборота - общепринятая для зоны, за исключением тех приемов, которые предусматривались схемой опыта.
В своих исследованиях мы изучали условия возделывания сельскохозяйственных культур в зернопаро-пропашном (1. черный пар; 2. озимая пшеница; 3. сахарная свекла; 4. кукуруза; 5. ячмень) севообороте и способы основной обработки почвы (вспашка разноглубинная, рекомендуемая для зоны и поверхностная обработка, предполагает применение многократных рыхлений почвы по мере появления сорняков) на фоне четырёх систем удобрений.
В качестве традиционной системы удобрения мы взяли органо - минеральную, в качестве биологических -три органические системы удобрения, где в зависимости от вариантов опыта вносили разные дозы навоза, использовали сидеральные культуры и применяли в качестве удобрений побочную нетоварную продукцию возделываемых культур. При этом система удобрения в севообороте выглядела следующим образом: 1. органо - минеральная (навоз 8 т/га + М80 Р40 К120 на 1 га, контроль); 2. органическая 1 (навоз 36 т/га); 3. органическая 2 (навоз 28 т/га + побочная нетоварная продукция); 4. органическая 3 (навоз 20 т/га + побочная нетоварная продукция + сидеральные культуры).
Для более полной реализации органической 3 системы удобрения в полях севооборота вводили сиде-ральные культуры. При этом севооборот трансформировался следующим образом: 1. сидеральный пар; 2. озимая пшеница; 3. сахарная свекла; 4. кукуруза; 5. ячмень + пожнивно однолетние травы на сидерат.
Нами проведены исследования в зернопаропро-пашном севообороте во втором, третьем, четвертом и пятом полях. Влажность почвы и запасы доступной влаги определяли в слое 0-100 см (для сахарной свеклы в слое 0-150 см) через каждые 10 см в период сева (для озимой пшеницы - в период весеннего отрастания) и уборки урожая термостатно-весовым методом.
Результаты исследований приведены в таблице 1 и на рисунках 1,2. Установлено, что приёмы биологиза-ции оказывали различное влияние на содержание усвояемой влаги в почве под культурами севооборота.
Таблица 1 - Запасы усвояемой влаги в зернопаро-пропашном севообороте, 2000-2005 гг. (в слое 0-100 см.,
№ вар. Система удобрения В начале вегетации В конце вегетации
Способ основной обработки почвы
вспашка поверхностная вспашка поверхностная
Озимая пшеница
1 Органо-минеральная (контроль) 169,8 94,0 114,5 124,0
2 Органическая 1 162,2 166,4 116,0 122,1
3 Органическая 2 153,3 162,3 133,6 133,5
4 Органическая 3 162,1 146,0 122,8 134,4
ср. 161,9 142,2 121,7 128,5
Сахарная свекла
1 Органо-минеральная (контроль) 129,0 124,6 183,0 202,3
2 Органическая 1 126,8 132,8 181,7 230,7
3 Органическая 2 137,1 134,7 154,9 229,6
4 Органическая 3 140,6 137,0 205,5 222,0
ср. 133,4 132,3 181,3 221,2
Кукуруза
1 Органо-минеральная (контроль) 131,0 140,0 91,7 93,7
2 Органическая 1 117,7 133,4 107,0 83,1
3 Органическая 2 127,5 115,2 94,1 94,8
4 Органическая 3 128,1 130,7 102,1 103,1
ср. 126,1 129,8 98,7 93,7
Ячмень
1 Органо-минеральная (контроль) 76,6 113,6 81,9 82,0
2 Органическая 1 109,0 115,2 88,0 90,9
3 Органическая 2 112,9 114,0 96,7 96,8
4 Органическая 3 114,6 117,2 94,7 98,1
ср. 103,3 115,0 90,3 92,0
Запасы усвояемой влаги в почве под озимой пшеницей свидетельствуют о том, что в начале вегетации на контрольном варианте по вспашке количество усвояемой влаги в почве было почти в 2 раза больше, чем по поверхностной обработке.
Изучаемые органические системы удобрения снижали запасы усвояемой влаги в почве на 7,7 - 16,5 мм в метровом слое почвы. По фону поверхностной обработки почвы, изучаемые приемы по запасам усвояемой влаги превосходили контрольный вариант на 52,0-72,4 мм и вышли на уровень запасов влаги в соответствующих вариантах по фону вспашки.
В конце вегетации запасы влаги в почве уменьшились. Однако эти уменьшения следует относить не только к содержанию изучаемых вариантов, но и к урожайности пшеницы. В то же время на контрольном варианте как по фону вспашки, так и по фону поверхностной обработки количество усвояемой влаги в почве
оставалось практически одинаковым. На изучаемых вариантах на фоне вспашки только на варианте органической 3 системе удобрения количество усвояемой влаги в почве было меньше, и наименьшее количество ее наблюдалось на органической 1 системе удобрения.
На фоне поверхностной обработки запасы усвояемой влаги в почве уменьшились на варианте с органической 1 системой удобрения. На остальных изучаемых вариантах они увеличились, но не значительно. Так на варианте органической 3 системы удобрения это увеличение составило 10,4 мм.
180 160 140 120 100 80 60 40 20 О
озимая пшеница
сахарная кукуруза ячмень свёкла
сельскохозяйственные культуры о вспашка ■ поверхностная
Рисунок 1 - Запасы усвояемой влаги в почве в начале вегетации сельскохозяйственных культур, 2000 -2005 гг. (в слое 0-100 см., сахарная свекла в слое 0-150 см., мм)
На фоне поверхностной обработки почвы, в конце вегетации, как и на фоне вспашки, наименее обеспеченный влагой был вариант с органической 1 системой удобрения.
В целом же к концу вегетации все изучаемые варианты на фоне поверхностной обработки были более обеспечены влагой, чем варианты на фоне вспашки.
Запасы усвояемой влаги в почве под сахарной свёклой в начале вегетации практически выровнялись как по системам удобрений, так и по фонам обработки почвы.
К концу вегетации сахарной свеклы, наблюдалось явное преимущество изучаемых вариантов на фоне поверхностной обработки почвы. Так на контроле количество влаги в почве было больше на 19,3; на варианте органической 1 системы удобрений на 49,0; на варианте органической 2 системы удобрений на 74,7; на органической 3 системы удобрений на 16,5 мм.
В целом можно заключить, что обеспеченность растений сахарной свеклы влагой на изучаемых вариантах было не худшим, чем на контроле на обоих фонах обработки почвы и системах удобрений.
Рисунок 2 - Запасы усвояемой влаги в почве в конце вегетации сельскохозяйственных культур, 2000 -2005 гг. (в слое 0-100 см., сахарная свекла в слое 0-150 см., мм)
Запасы усвояемой влаги в почве под кукурузой свидетельствуют о том, что существенных различий в
количестве усвояемой влаги в почве не наблюдалось. Здесь можно говорить лишь о тенденции к увеличению количества усвояемой влаги в почве на фоне поверхностной обработки почвы. Только на варианте органической 2 системы удобрений количество влаги при поверхностной обработке было меньше на 12,3 мм по сравнению с количеством ее на фоне вспашки. Практически такое же положение сохранилось и к периоду уборки, только здесь некоторое уменьшение количества влаги наблюдалось на варианте органической 1 системы удобрения на фоне поверхностной обработки по сравнению с количеством ее на фоне вспашки.
В заключительном пятом поле зернопаропропаш-ного севооборота запасы усвояемой влаги в 0-100 см слое почвы под ячменем свидетельствуют о хорошей обеспеченности растений ячменя влагой на изучаемых и контрольных вариантах. В начале вегетации ячменя на вспашке сохранилось заметное, по сравнению с контролем, преимущество изучаемых вариантов. В этот период были практически одинаково эффективны все изучаемые системы удобрения. На фоне поверхностной обработки почвы, изучаемые варианты не уступали контролю и аналогичным вариантам по вспашке по запасам усвояемой влаги.
К концу вегетации ячменя, общие запасы влаги в почве уменьшились, но распределение их по вариантам опыта сохранилось практически таким же, как и в начале вегетации.
В итоге следует заключить, что различия в усвояемой влаге между изучаемыми вариантами и контролем с течением времени от первой культуры к последней выравниваются. И они не способны существенно повлиять на рост и развитие возделываемых в севообороте культур.
Список использованных источников
1 Вильямс В.Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. 6 изд.-М.: Сельхозгиз, 1951.-575 с.
2 Тимирязев К. А. Источники азота растений // Изб. соч. - М.: Сельхозиздат, 1948. - Т.2. - С.148.
3 Тулайков Н.М. За пропашные культуры против травополья. - М.: МСХ РСФСР, 1962. -158 с.
4 Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., Коренев Г.В. и др., Растениеводство.-М.: Колос. 1997.-448 с.
Информация об авторах
Балабанов Сергей Семёнович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской части ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», email: balabanov.ss@mail.ru
Беседин Николай Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой почвоведения, агрохимии и земледелия ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
Картамышев Николай Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения, агрохимии и земледелия, заслуженный деятель науки РФ, ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
Тимофеева Наталья Михайловна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения, агрохимии и земледелия ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
