CC BY
27
УДК / UDC 633.11 "324"+633.16"321 "]:[631.524.84+631.576.331.2.004.12]]:631.17.004.18
ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРИЕМОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ ЯРОВОГО
THE IMPACT OF ENERGY-SAVING AGROTECHNICAL METHODS ON THE GROP YIELD AND QUALITI OF WINTER WHEAT AND SPRING BARLEY GRAIN
Филатов A.H., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Filatov A.N., Candidate of Agricultural Sciences, Senior Research ФГБНУ «Калужский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», Калужская область, Россия
Kaluga Research Institute of Agriculture, Kaluga region, Russia E-mail: [email protected]
Исследованиями установлено, что общая засоренность в фазе кущения культурных растений достигла максимального значения, по отношению к рассматриваемым вариантам, на чередовании дискования и прямого посева (ежегодное чередование). Засоренность посевов ячменя многолетними сорняками в фазу выхода в трубку при чередовании дискования и прямого посева также отмечена выше контроля по вспашке на 10 и 15 шт./м2, она составила 24 и 32 шт./м2. При ежегодном чередовании дискования и прямого посева количество корнеотпрысковых сорняков отмечено выше порога вредоносности. Урожайности озимой пшеницы и ярового ячменя на варианте с дисковой обработкой почвы получена выше, чем по вспашке на 1,0-1,6 ц/га соответственно, что находится в пределах ошибки опыта. При чередовании прямого посева и дискования урожайность ячменя снижалась достоверно - на 7,5 ц/га, а озимой пшеницы - не достоверно - на 0,4 ц/га. Зерно пшеницы сорт Московская 39 получено с максимальным относительно других вариантов опыта содержанием клейковины 28,4% по вспашке, что соответствует второму классу зерна «экстра». Минимальная обработка почвы привела к снижению содержания клейковины на 1,1-1,4%. Использование энергосберегающих приемов обработки почвы при выращивании ячменя ярового сорт Владимир в 2017 году привело к снижению содержания белка в зерне ячменя на 1,0% по сравнению со вспашкой. В среднем за 2 года по звену севооборота, при выращивании зерновых злаков, наибольшая урожайность зерна получена в варианте с дисковой обработкой почвы - 25,4 ц/га. В варианте с традиционной отвальной обработкой почвы она снизилась на 1,3 ц/га, а в варианте с чередованием прямого посева и дисковой обработки на 5,3 ц/га.
Ключевые слова: минимальная обработки почвы, засоренность посевов, озимая пшеница, ячмень яровой, содержание белка, урожайность.
The research results show that the degree of seediness during the plants tillering stage is the highest for the annual disc and zero tilling options. The increased degree of seediness with perennial weeds for this type of tillage is also true for the barley crops during the leaf-tube formation stage: with the average numbers estimated at 10 and 15 pCs/m2, it amounts to 24 and 32 PCs/m2. Another effect of this type of tillage is that the number of offset weeds exceeds the allotted level. Sheen implementing disc tillage, winter wheat and spring barley yield appears to be higher than when ploughing, by 1.0-1.6 cwt/ha respectively (which is within the margin of error). Disc and zero tilling alternation made the barley yield decrease by 7.5 cwt/ha, while the winter wheat yield arguably went down by 0.4 cwt/ha. Ploughing resulted in the gluten content level in comparison to the other tillage types implemented during the experiment and it corresponds to the 2nd class of the "extra" grain. Zero tilling decreased the gluten content by 1.1-1.4%, while energy-saving tillage during the cultivation of "Vladimir" barley in 2017 decreased the protein content by 1.0% in comparison to ploughing. To sum up, over the course of two years within the crop rotation under study the results are the following. Implementing disc tillage allows for the highest crop yield amounting to 25.4 cwt/ha, while mouldboard tillage and zero and disc tilling alternation decrease the croup yield by 1.3 cwt/ha and 5.3 cwt/ha respectively.
Key words: zero tillage, seediness, winter wheat, spring barley, protein content, crop yield.
Введение. Механическая обработка почвы является одним из основных звеньев в системе агротехнологических мероприятий, направленных на повышение плодородия почвы и получение высоких урожаев сельскохозяйственных растений. Правильная обработка может придать почве хорошее структурное состояние, благоприятствующее непрерывному снабжению корней растений водой, воздухом и усвояемыми питательными элементами [1, 2].
Обработка дисковыми агрегатами обеспечивает сохранение влаги в пахотном слое, способствует образованию мелко комковатой структуры почвы, что дает возможность обеспечить равномерную заделку семян [3].
С другой стороны, минимальная обработка почвы приводит к увеличению засоренности посевов, длительные мелкие обработки приводят к дифференциации пахотного слоя по плодородию. Рыхление верхнего слоя почвы при отвальном лущении исключает вынос на поверхность нижней части пахотного слоя, обладающего низкой биологической активностью, а также исключается размещение семян в слое почвы, содержащем наибольшее количество возможных инфекций, вследствие заделки пожнивных остатков [4-6].
Целью исследований было изучение влияния вспашки и дискования почвы на засоренность посевов, продуктивность и качество зерна в звене севооборота: озимая пшеница - ячмень.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены на базе ФГБНУ «Калужский НИИСХ» в 2016-2017 гг. Схема опыта включала 3 варианта: 1. Вспашка; 2. Дискование; 3. Чередование прямого посева и дискования. Опыт заложен в трехкратной повторности при рендомизированном расположении делянок, площадь делянки - 240 м2. В первом варианте применялась традиционная для региона обработка почвы [5], во втором варианте вместо вспашки проводилось дискование и предпосевная обработка почвы, в третьем варианте проводился прямой посев пшеницы озимой сеялкой RAPID A 600, а под ячмень проводилось дискование и предпосевная обработка почвы. Посев ячменя ярового в 2017 году, за исключением варианта с прямым посевом, и пшеницы озимой в 2016 году, проведен рядовым способом сеялкой AMAZONED 9-40. Исследования проведены в соответствии с общепринятыми методиками и рекомендациями [7, 8]. Определение влажности почвы проводили по ГОСТ 20915-75.
Почва опытного участка серая лесная среднесуглинистая, до закладки опыта характеризовалась следующими агрохимическими показателями: гумус - 1,8%; pHKCl - 5,8; Nл.г. - 87 мг/кг; содержание подвижных форм фосфора и калия - 136 и 160 мг/кг соответственно.
Использовались следующие сорта: пшеница озимая Московская 39, ячмень яровой Hyp. Норма высева пшеницы озимой - 200 кг/га, ячменя ярового 250 кг/га.
Метеорологические факторы вегетационного периода 2016 года для развития культур были благоприятными. Выпадение осадков в мае имело редкий локальный характер, за месяц выпало 81 мм, что на 44,6% выше нормы. Средняя температура воздуха в мае составила 13,9°С, на 1,6°С выше нормы. Осадков за июнь выпало 108 мм осадков, на 52,1% выше нормы. Температура воздуха в среднем за месяц оказалась на уровне 17,2°С - выше средних многолетних значений на 1,0°С. Среднесуточная температура воздуха в июле составляла 20,1°С, на 2,1°С выше нормы. Осадков за месяц выпало 142 мм, на 50,1% выше нормы.
В мае 2017 года осадков выпало 54 мм, на 3,7% ниже нормы. Средняя температура воздуха в мае составила 13,9°С, на 1,6°С выше нормы. За июнь количество осадков составило 71 мм, на 2 мм выше нормы. Средняя
температура воздуха за месяц оказалась на уровне 15,0°С - ниже средних многолетних значений на 1,2°С. Среднесуточная температура воздуха в июле составляла 18,0°С, на уровне среднемноголетних значений. Осадков за месяц выпало 76 мм, на 7,6% выше нормы.
Результаты и обсуждение. Известно, что сорняки конкурируют с культурными растениями за элементы минерального питания, влагу, свет; оказывают токсическое действие на их корневую систему, уменьшая урожайность и ухудшая качество продукции; увеличивая тем самым потери урожая при уборке. Поэтому для ликвидации сорной растительности в каждом хозяйстве необходимо использовать систему предупредительных, агротехнических и химических мероприятий [9, 10].
Рациональная механическая обработка почвы - самое массовое средство подавления и уничтожения сорняков, целью которого является сокращение в почве запаса жизнеспособных органов размножения. Общая засоренность в фазу кущения культурных растений достигла максимального значения 33 шт./м2 на варианте с чередованием дискования и прямого посева (ежегодное чередование), на 14 шт./м2 выше контроля (вспашки) (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние приемов обработки почвы на засоренность посевов пшеницы озимой (2016 г) / ячменя ярового (2017 г)_
Биогруппа сорняков Агротехнический прием обработки почвы
Вспашка Дискование Чередование прямого посева (2016 г) / дискования (2017 г)
фаза кущения
многолетние 17/14 16/15 32/21
однолетние 6/6 10/12 5/10
всего 23/19 28/26 42/26
фаза выхода в трубку
многолетние 14/9 15/11 24/28
однолетние 5/5 11/13 9/11
всего 19/14 29/24 46/29
Аналогичная тенденция наблюдалась и в фазу выхода в трубку культурных растений. В опыте зафиксировано наличие однолетних сорняков в виде звездчатки средней, пикульника обыкновенного, ромашки полевой, дымянки.
Полученные в ходе исследований экспериментальные данные показывают, что максимальный уровень засоренности многолетними сорняками в фазу кущения и в фазу выхода в трубку отмечен также при чередовании дискования и прямого посева 24 и 32 шт./м2, что выше контроля по вспашке на 10 и 15 шт./м2 соответственно. Среди многолетних сорняков преобладали осот полевой, вьюнок полевой, которые относятся к корнеотпрысковым.
При чередовании дискования и прямого посева количество корнеотпрысковых сорняков оказалось выше порога вредоносности. Это указывает на необходимость использования химических средств защиты растений при таком способе обработки почвы с начала кущения зерновых культур в ранние фазы развития сорняков. Уменьшение засоренности посевов по вспашке можно объяснить более интенсивным развитием культурных растений и, впоследствии, повышением их конкурентоспособности по отношению к сорнякам.
Применение удобрений способствует ускорению накопления веществ в процессе фотосинтеза, обеспечивает интенсивное развитие листового аппарата, увеличивает интенсивность закладки репродуктивных органов, рост товарной биомассы и позволяет получить продукцию с улучшенными показателями качества [11-13]. Однако, также известно, что избыточное снабжение азотом может замедлить развитие растений и ухудшить структуру урожая, поскольку образуется большая вегетативная масса в ущерб товарной части урожая. При этом ухудшается и качество продукции, связанное, прежде всего, с нежелательным накоплением небелкового азота, т.е. потенциально опасных для питания человека и животных нитратов [14].
В таблице 2 приведены результаты исследований, проведенных на базе ФГБНУ «Калужский НИИСХ», по влиянию различных приемов обработки почвы на основные показатели качества зерновых культур.
Таблица 2 - Влияние различных приемов обработки почвы на урожайность и основные показатели качества зерна озимой пшеницы и ярового ячменя_
Показатели Вспашка Дискование Чередование прямого посева и дискования
2016 г. пшеница озимая
*Урожайность, ц/га 25,2 26,2 24,8
Сырой белок, % 14,5 13,6 13,6
Протеин, % 14,4 12,6 12,6
Сырая клейковина, % 28,4 27,3 27,0
2017 г. ячмень яровой
**Урожайность, ц/га 23,0 24,6 15,5
Сырой белок, % 11,6 10,6 10,6
Протеин, % 9,7 8,9 8,7
в среднем за 2 года
Урожайность, ц/га 24,1 25,4 20,1
Сырой белок, % 14,6 14,1 13,4
Протеин, % 12,0 18,1 17,8
Примечание. *НСРоб (для пшеницы озимой) = 2,2. **НСРо5 (для ячменя ярового) = 2,3.
Применение дискования, как энергосберегающего приема обработки почвы, способствовало получению более высокой урожайности озимой пшеницы и ярового ячменя - на 1,0-1,6 ц/га выше, чем по вспашке, что находится в пределах ошибки опыта. При чередовании прямого посева и дискования урожайность ячменя снижалась достоверно - на 7,5 ц/га, а озимой пшеницы - не достоверно -на 0,4 ц/га.
Наличие клейковины определяет хлебопекарное качество зерна пшеницы в соответствии с ГОСТ 9353-90. Известно, что содержание клейковины в зерне пшеницы во многом зависит от содержания азота в почве, но при чередовании дождливой и сухой погоды ее содержание падает. В условиях 2016 года в опытах, проведенных на базе ФГБНУ «Калужский НИИСХ», зерно пшеницы сорт Московская 39 получено с максимальным относительно других вариантов опыта содержанием клейковины 28,4% по вспашке, что соответствует второму классу зерна «экстра». Минимальная обработка почвы привела к снижению содержания клейковины на 1,1 -1,4%.
Зерно с высоким содержанием белка (14% и более) повышает кормовые достоинства ярового ячменя. Кроме этого, белок данной культуры более полноценен, чем, например, пшеницы и кукурузы. Зерно пивоваренного ячменя должно содержать не более 12% белка (ГОСТ 5060-86. Ячмень пивоваренный). Большая часть азота, содержащаяся в зерне ячменя, приходится на долю белков, которая определяется количеством накопленного азота в вегетативных органах и реутилизированного в репродуктивные. По данным наших исследований 2017 года, использование энергосберегающих приемов обработки почвы при выращивании ячменя ярового сорт Владимир привело к снижению содержания белка в зерне ячменя на 1,0% по сравнению со вспашкой.
Выводы. 1. Чередование прямого посева при выращивании пшеницы озимой с минимальной обработкой почвы при выращивании ячменя ярового способствовало накоплению многолетних сорняков в фазе кущения на 15-19 шт./м2 больше варианта со вспашкой.
2. Пшеница озимая и ячмень яровой положительно реагировали на минимальную обработку почвы - урожайность на дисковании была выше, чем на варианте со вспашкой на 1,0 и 1,4 ц/га (3,9 и 6,9%) соответственно. При чередовании прямого посева и дискования урожайность ячменя снижалась достоверно - на 7,5 ц/га, а озимой пшеницы - не достоверно - на 0,4 ц/га.
3. Наибольшее содержание клейковины в зерне пшеницы - 28,4% получено по вспашке, минимальная обработка почвы привела к снижению содержания клейковины на 1,1 -1,4%.
4. Наибольшее содержание сырого белка в зерне ячменя - 11,6% получено по вспашке, минимальная обработка почвы привела к снижению содержания сырого белка в зерне ячменя на 1,0% по сравнению со вспашкой.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Минимальная обработка почвы под сельскохозяйственные культуры (методическое руководство) / В.А. Богомолов, В.А. Гулов, И.А. Панченко, П.С. Семешкина. Калуга, 1995. 15 с.
2. Воробьев С.А. Земледелие с основами почвоведения и агрохимии. М., Колос, 1981. 430 с.
3. Богословский В.Н., Левинский Б.В., Сычев В.Г. Агротехнологии будущего. М.: Риф «Антиква, 2004. 164 с.
4. Колин А.Р., Сорокина Н.Ф. Стимулятор роста из торфа для картофеля // Химия в сельском хозяйстве. 1987. № 12. С. 33-35.
5. Донченко A.C., Каличкин В.К. Прямой посев и экологизация почвообработки / РАСХН. Сиб. отд-ние. Новосибирск, 2008. 22 с.
6. Иванова А.Н., Панов В.И. приемы основной обработки и свойства дерново-подзолистых почв // Земледелие. 2007. № 5. С. 20-21.
7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. Изд. 5, доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
8. Федин М.А. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1985. 263 с.
9. Lakamp A. Landmaschinenfabrik. Bodenbearbeitung RABE WERK GmbH + Co. GmbH. Osnabrück, 1990. 451 c.
10. Смирнов Б.А., Березников Г.А. Борьба с сорняками в интенсивном земледелии нечерноземной зоны РСФСР на основе картирования. М.: Россельхозиздат, 1983. 33 с.
11. Карпухин А.И., Аронштейн Б.Н. Влияние фульвокислот и их органоминеральных соединений на уровень дыхательного метаболизма корней // Доклады МСХА им. К. А. Тимирязева. 1979. Вып. 253. С. 85-91.
12. Смирнова Ю.В., Виноградова B.C. Механизм действия и функции гуминовых препаратов // Агрохимический вестник. 2004. № 1. С. 22-23.
13. Азанова - Вафина Ф.Г. О комплексном характере действия физиологически активных гумусовых веществ на растения // Биологические науки. 1992. № 10. С. 15-22.
14. Филатов А.Н. Эффективность новых комплексных органоминеральных удобрений с природным кремнийсодержащим сорбентом при возделывании ярового ячменя на серых лесных почвах: дис. ... канд. с.-х. наук. Немчиновка, 2014. 170 с.
REFERENCES
1. Minimalnaya obrabotka pochvy pod selskokhozyaystvennye kultury (metodicheskoe rukovodstvo) / V.A. Bogomolov, V.A. Gulov, I.A. Panchenko, P.S. Semeshkina. Kaluga, 1995. 15 s.
2. Vorobev S.A. Zemledelie s osnovami pochvovedeniya i agrokhimii. M., Kolos, 1981. 430 s.
3. Bogoslovskiy V.N., Levinskiy B.V., Sychev V.G. Agrotekhnologii budushchego. M.: Rif «Antikva, 2004. 164 s.
4. Kolin A.R., Sorokina N.F. Stimulyator rosta iz torfa dlya kartofelya // Khimiya v selskom khozyaystve. 1987. № 12. S. 33-35.
5. Donchenko A.S., Kalichkin V.K. Pryamoy posev i ekologizatsiya pochvoobrabotki / RASKhN. Sib. otd-nie. Novosibirsk, 2008. 22 s.
6. Ivanova A.N., Panov V.I. priemy osnovnoy obrabotki i svoystva dernovo-podzolistykh pochv // Zemledelie. 2007. № 5. S. 20-21.
7. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. Izd. 5, dop. i pererab. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.
8. Fedin M.A. Metodika Gosudarstvennogo sortoispytaniya selskokhozyaystvennykh kultur. M., 1985. 263 s.
9. Lakamp A. Landmaschinenfabrik. Bodenbearbeitung RABE WERK GmbH + Co. GmbH. Osnabruck, 1990. 451 s.
10. Smirnov B.A., Bereznikov G.A. Borba s sornyakami v intensivnom zemledelii nechernozemnoy zony RSFSR na osnove kartirovaniya. M.: Rosselkhozizdat, 1983. 33 s.
11. Karpukhin A.I., Aronshteyn B.N. Vliyanie fulvokislot i ikh organomineralnykh soedineniy na uroven dykhatelnogo metabolizma korney // Doklady MSKhA im. K.A. Timiryazeva. 1979. Vyp. 253. S. 85-91.
12. Smirnova Yu.V., Vinogradova V.S. Mekhanizm deystviya i funktsii guminovykh preparatov // Agrokhimicheskiy vestnik. 2004. № 1. S. 22-23.
13. Azanova - Vafina F.G. O kompleksnom kharaktere deystviya fiziologicheski aktivnykh gumusovykh veshchestv na rasteniya // Biologicheskie nauki. 1992. № 10. S. 15-22.
14. Filatov A.N. Effektivnost novykh kompleksnykh organomineralnykh udobreniy s prirodnym kremniysoderzhashchim sorbentom pri vozdelyvanii yarovogo yachmenya na serykh lesnykh pochvakh: dis. ... kand. s.-kh. nauk. Nemchinovka, 2014. 170 s.
