CC BY
16
УДК 631.51.01
ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР (ЯЧМЕНЯ И ПШЕНИЦЫ) В ПОЛУПУСТЫННОЙ ЗОНЕ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ
ПОЛЯКОВ Д.П.,
младший научный сотрудник, ФГБНУ «Прикаспийский аридный федеральный научный центр Российской академии наук», e-mail: Pniiaz@mail.ru.
ФЕДОРОВА В.А.,
кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБНУ «Прикаспийский аридный федеральный научный центр Российской академии наук», e-mail: Pniiaz@mail.ru.
ЕРЕМИН В.А.,
младший научный сотрудник, ФГБНУ «Прикаспийский аридный федеральный научный центр Российской академии наук», e-mail: Pniiaz@mail.ru.
Реферат. Государственная программа развития агропромышленного комплекса Российской Федерации направлена на внедрение в сельскохозяйственное производство новых высокопроизводительных, энерго- и ресурсосберегающих технологий. Основная обработка почвы - это один из главных элементов таких технологий, поэтому направление определяет значимость и актуальность темы исследований. Целью наших исследований являлась сравнительная оценка влияния различных способов основной обработки почвы на урожайность яровых зерновых культур в условиях богарного земледелия на светло-каштановых почвах Северного Прикаспия. В работе представлены экспериментальные исследования по усовершенствованию зональной почвовлагоэнергосберегающей технологии возделывания яровых зерновых культур (ячмень Вакула и Ратник, пшеница Саратовская 70). Применение ресурсосберегающего орудия минимальной полосной обработки РОПА на глубину рыхления от 0,40 до 0,45 м при основной обработке почвы под посев яровых зерновых культур приводит к устранению плужной подошвы, в результате чего повышается эффективность усвоения выпадающих атмосферных осадков и создаются благоприятные условия для сохранения влаги в корнеобитаемом слое почвы. Использование этого орудия способствует повышению урожайности данных культур 42,1-84,3 % по сравнению с общепринятыми в данном регионе способами основной обработки почвы. Применение вспашки ресурсосберегающим агрегатом РОПА в качестве основной обработки почвы на полупустынных агроландшафтах Северного Прикаспия предусматривает сбережение влаги и энергии, способствуя борьбе с деградацией низкопродуктивных старопахотных земель.
Ключевые слова: основная обработка почвы, РОПА, РАНЧО, фитосанитарное состояние посевов зерновых культур, общее водопотребление, урожайность.
THE INFLUENCE OF THE METHOD OF PRIMARY TILLAGE ON THE YIELD OF SPRING GRAIN (BARLEY AND WHEAT) IN THE SEMI-DESERT ZONE OF THE NORTHERN CASPIAN
POLYAKOV DP.,
junior researcher, Federal state budgetary scientific institution «Caspian arid Federal scientific center of the Russian Academy of Sciences», e-mail: Pniiaz@mail.ru.
FEDOROVA V. A.,
candidate of agricultural Sciences, Federal state budgetary scientific institution «Caspian arid Federal scientific center of the Russian Academy of Sciences», e-mail: Pniiaz@mail.ru.
EREMIN V.A.,
junior researcher, Federal state budgetary scientific institution «Caspian arid Federal scientific center of the Russian Academy of Sciences», e-mail: Pniiaz@mail.ru.
Essay. The state program of development of agro-industrial complex of the Russian Federation is aimed at introduction of new high - performance, energy-and resource-saving technologies in agricultural production. The main tillage is one of the main elements of such technologies, so the direction determines the importance and relevance of the research topic. The purpose of our research was a comparative assessment of the impact of different methods of primary tillage on the yield of spring crops in rain-fed agriculture on light chestnut soils of the Northern Caspian. The paper presents experimental research on improving zonal pochvoobrabatyvayuschey the technology of cultivation of spring crops (barley Vakula and the Warrior, wheat Saratovskaya 70). The use of resource-saving tools minimum lane treatment of ROP for the cultivation depth 0.40 to 0.45 m in the basic processing of soil for sowing of spring
cereals leads to the elimination of disruption of the base, thereby increasing the efficiency of absorption of atmospheric precipitation and favorable conditions for preservation of moisture in the root layer of soil. The use of this tool contributes to an increase in the yield of these crops 42.1-84.3% compared with conventional methods in the region of the main tillage. The use of resource-saving ploughing unit of the ROP as a primary tillage on semi-arid agricultural landscapes of the Northern Caspian provides for the conservation of moisture and energy, contributing to the degradation of low-productive long-arable lands.
Key words: basic tillage, ROPA, ranches, phytosanitary condition of crops, total water consumption, yield.
Введение. Исключительно важное народнохозяйственное, социально-экономическое и природоохранное значение для России имеет Прикаспийский регион. Уникальные природные условия региона определили его в качестве крупной и экономически выгодной базы по развитию овцеводства и мясомолочного животноводства, а также земледелия по производству овощебахчевой продукции, зерна и кормов. Однако, регион с большим трудом справляется с обеспечением внутренней потребности в сельскохозяйственной продукции.
Все это предопределяет необходимость перевода земледелия региона на адаптивно-ландшафтную основу с помощью оптимизации структуры сельскохозяйственных угодий и посевных площадей, усовершенствования системы полевых севооборотов и обработки почвы, разработки новых почвовлагоэнер-госберегающих технологий выращивания полевых культур для предотвращения дальнейшего опустынивания деградированных пастбищ и низкопродуктивных старопахотных земель [ 1 ].
Для успешного решения проблем, связанных с повышением адаптации земледелия к суровым условиям аридного климата, с организацией всего агропромышленного производства под знаком соблюдения экологических требований, возникает необходимость проведения долгосрочных научно-исследовательских работ по разработке системы повышения плодородия зональных почв, характеризующихся неблагоприятными агрохимическими и водно-физическими свойствами для большинства сельскохозяйственных культур [2].
Неблагополучные физические показатели пахотного слоя почвы регулируются различными приемами, которые в последствие формируются в энергосберегающие системы обработки почвы. В условиях резкого дефицита влаги основное значение для по-
вышения плодородия светло-каштановых почв является их разуплотнение, причем, выбор приема и глубины обработки зависит от зональных особенностей каждого участка [3].
На сегодня среди ученых и практиков не существует единого мнения об универсальном способе основной обработки почвы. В последние годы появилось много различных систем полосной безотвальной обработки почвы [4]. Основные достоинства этой обработки - защита почвы от массового проявления эрозионных процессов, возможность накопления и сбережения почвенных влагозапасов и значительное снижение затрат на проведение обработки [5]. Применение таких технологий, прежде всего, связано с неблагоприятными экономическими факторами в стране на данном этапе, в основном, из-за резкого повышения цен на средства производства.
В аридных районах, к которым относится полупустынная зона Северного Прикаспия, вопрос накопления и рационального использования влаги является решающим при выборе того или иного вида основной обработки почвы, так как влагос-бережение, как фактор жизнедеятельности растений, здесь находится в минимуме. Согласно разработкам научных учреждений Нижнего Поволжья, в местных условиях наиболее эффективна разноглубинная комбинированная обработка почвы, включающая приёмы безотвальной, отвальной и поверхностной обработок. На базе ФГБНУ «Волгоградский государственный аграрный университет» группой ученых под руководством доктора технических наук И.Б. Борисенко были разработаны новые ресурсосберегающие почвообрабатывающие агрегаты «РАНЧО» и «РОПА», которые можно определить как основополагающий элемент ресурсосбережения с энергетической, материальной и экологической позиций [5].
Таблица 1 - Метеорологические условия вегетационных периодов яровых ячменя и пшеницы (метеостанция с. Черный Яр), 2016-2018 гг.____
Метеорологические показатели Месяц Средне многолетние Год Среднее
2016 2017 2018
Среднесуточная температура воздуха, С0 апрель 8,7 12,4 10,3 9,8 10,8
май 16,7 18,0 16,6 20,4 18,3
июнь 21,5 23,6 21,1 23,5 22,7
июль 24,3 26,0 26,4 26,9 26,4
за вегетацию 17,8 20,0 18,6 20,1 19,6
отклонения - +2,2 +0,8 +2,3 +1,8
Количество осадков, мм апрель 18,0 12,5 32,5 14,4 19,8
май 31,0 89,8 66,4 0,0 52,1
июнь 26,0 3,6 26,5 11,9 14,0
июль 23,0 62,2 1,7 40,3 34,7
за вегетацию 98,0 168,1 127,1 66,7 120,6
отклонения +70,1 +29,1 -31,3 +22,6
Таблица 2 - Структура водопотребления яровых зерновых культур в зависимости от вида основной обработки почвы, 2016-2018 гг.____
Год Общий запас влаги в метровом слое почвы, мм Осадки за период вегетации, мм Использование влаги из почвенных запасов Суммарное водопотребление, мм
перед посевом перед уборкой мм %
Отвальная вспашка (ПН [-4-35), Ь=0,20-0,21 м
2016 117,5 63,1 168,1 54,4 53,7 222,5
2017 141,4 60,2 127,1 81,2 42,6 208,3
2018 160,0 54,8 66,6 105,2 34,2 171,8
среднее 137,8 68,7 120,6 69,1 49,8 189,7
Рыхление СибИМЭ, Ь=0,30-0,35 м
2016 129,0 70,1 168,1 58,9 54,3 227,0
2017 164,2 74,4 127,1 89,8 45,3 216,9
2018 175,9 62,8 66,6 113,1 35,7 179,7
среднее 156,4 69,1 120,6 87,3 45,1 207,9
Рабочий орган РОПА, Ь=0,40-0,45 м
2016 144,1 88,5 168,1 55,6 61,4 223,7
2017 177,0 90,1 127,1 86,9 50,9 214,0
2018 191,6 83,7 66,6 107,9 43,7 174,5
среднее 170,9 87,4 120,6 83,5 52,0 204,1
Рабочий орган РАНЧО, Ь=0,35-0,4 м
2016 133,5 70,0 168,1 63,5 51,7 231,6
2017 169,5 88,3 127,1 81,2 52,1 208,3
2018 178,8 79,2 66,6 99,6 44,3 166,2
среднее 160,6 79,2 120,6 81,4 49,4 202,0
Д искование, Ь=0,10-0,12 м
2016 124,9 49,7 168,1 75,2 39,8 243,3
2017 120,9 56,6 127,1 64,3 46,8 191,4
2018 134,4 54,3 66,6 80,1 40,4 146,7
среднее 126,7 53,5 120,6 73,2 42,3 193,8
Таблица 3 - Урожайность яровых зерновых культур в зависимости от способов основной обработки почвы, 2016-2018 гг.
В тоннах на 1 га
Культура, сорт Способ основной обработки почвы Урожайность, т/га
среднее
2016 г. 2017 г. 2018 г.
Ячмень Вакула Отвальная вспашка (ПН-4-35), Ь=0,20-0,21 м 1,32 1,24 0,33 0,96
Рыхление СибИМЭ, Ь=0,30-0,35 м 1 , 85 1,82 0,41 1,36
Рабочий орган РОПА, Ь=0,40-0,45 м 2,38 2,36 0,57 1,77
Рабочий орган РАНЧО, Ь=0,35-0,4 м - 2,12 0,46 1,29
Дискование, Ь=0,10-0,12 м - 1,30 0,33 0,82
НСР 05 0,28
Ячмень Ратник Отвальная вспашка (ПН-4-35), Ь=0,20-0,21 м 1,73 1,67 0,38 1,26
Рыхление СибИМЭ, Ь=0,30-0,35 м 1 , 84 1,71 0,45 1,33
Рабочий орган РОПА, Ь=0,40-0,45 м 2,03 2,56 0,79 1,79
Рабочий орган РАНЧО, Ь=0,35-0,4 м - 1,72 0,57 1,14
Дискование, Ь=0,10-0,12 м - 1,09 0,33 0,71
НСР 05 0,15
Пшеница Саратовская 70 Отвальная вспашка (ПН-4-35), Ь=0,20-0,21 м 0,65 0,82 0,36 0,61
Рыхление СибИМЭ, Ь=0,30-0,35 м 0, 81 1,02 0,44 0,76
Рабочий орган РОПА, Ь=0,40-0,45 м 0,98 1,16 0,52 0,89
Рабочий орган РАНЧО Ь=0,35-0,4 м - 1,03 0,48 0,76
Дискование Ь=0,10-0,12 м - 0,68 0,25 0,46
НСР 05 0,14
Общий запас влаги в метровом слое почвы на момент сева ранних зерновых культур в среднем за годы исследований варьировал в зависимости от вида обработки от 126,7 до 170,9 мм.
Запасы влаги в метровом слое почвы перед севом яровых зерновых культур на участках отвальной вспашки (контроль) в годы исследований варьировали от 117,5 до 160,0 мм. На участках с глубоким рыхлением (РОПА и РАНЧО) запасы влаги на дату весеннего сева были значительно больше и составляли, соответственно: в 2016 году - 144,1 и 133,5 мм; в 2017 году - 177,0 и 169,5 мм; в 2018 году - 191,6 и 178,8 мм (таблица 2). Более высокие показатели почвенной влаги на участках с глубоким рыхлением объясняются за счет глубокого промачивания и лучшей усвояемости атмосферных осенних и зимних осадков, что существенно повышает продуктивное использование почвенной влаги [8].
Полученные в результате исследований показатели урожайности свидетельствуют о преимуществе
вариантов с глубоким рыхлением почвы. Прежде всего, это связано с дополнительными запасами влаги, накопившимися в осенне-зимний период за счет увеличения глубины обработки почвы. При более мелкой обработке запасы влаги резко снижались, что негативно сказывалось на показателях урожайности всех испытываемых культур и сортов (таблица 3).
Самая высокая урожайность ячменя сорта Вакула получена на варианте с рыхлением органом РОПА (1,77 т/га) (рисунок 1). Данный показатель на 0,41 т/га выше, чем при применении стойки СибИМЭ и почти в два раза - по отношению к контрольному варианту.
Показатели урожайности на посевах ячменя Ратник и пшеницы Саратовская 70 также подтвердили преимущество использования для основной обработки почвы рабочего органа РОПА. Урожайность ячменя Ратник на данной обработке составила 1,79 т/га или +0,53 т/га к контролю, а пшеницы Саратовская 70-0,89 т/га или +, соответственно (рисунки 2 и 3).
Рисунок 1 - Средняя урожайность (2016-2018 гг.) ярового ячменя Вакула в зависимости от способа основной обработки почвы
Рисунок 2 - Средняя урожайность (2016-2018 гг.) ярового ячменя Ратник в зависимости от способа основной обработки почвы
Рисунок 3 - Средняя урожайность (2016-2018 гг.) яровой пшеницы Саратовская 70 в зависимости от способа основной обработки почвы
Повышенные показатели урожайности зерновых культур на участках с глубоким рыхлением РОПА объясняются, прежде всего, более высокой степенью усвояемости атмосферных осадков, что приводит к улучшению агрофизических свойств почв, увеличению продуктивных влагозапасов за осенний, зимний и весенний периоды, активизации почвенной микрофлоры, ускорению минерализации и гумификации органического вещества. То есть, помимо увеличения валового сбора зерна, применение данного вида рыхления способствует сохранению и улучшению плодородия светло-каштановых богарных почв.
Выводы. На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Глубокая (Н=0,40-0,45 м) обработка почвы, как одно из важнейших агротехнологических
звеньев в системе земледелия вообще и, в частности, аридных территорий Северного Прикаспия, способствует созданию благоприятных условий для роста и развития растений яровых зерновых культур.
2. Использование в полупустынных условиях Северного Прикаспия почвообрабатывающего орудия с рабочими органами РОПА позволяет в жестких климатических условиях региона получать на богарных землях до 1,77-1,79 и 0,89 тонн зерна яровых ячменя и пшеницы, соответственно.
3. Уровень рентабельности посевов ячменя при применении глубокого рыхления рабочим органом РОПА для сорта Вакула составил 91,2 %, для сорта Ратник - 107,4 %, а коэффициент экономической эффективности - 1,9 и 2,1, соответственно.
Список использованных источников
1. Казаков Г.И., Авраменко Р.В., Марковский А.А. Земледелие в Среднем Поволжье. - М.: Колос, 2008. - 308 с.
2. Кирюшин В.И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы развития и задачи исследований // Земледелие. - 2013. - № 7.- С. 3-6.
3. Инновационные способы обработки почв при возделывании ячменя / Ю.Н. Плескачёв, И.Б. Бори-сенко, И.А. Мисюряев и др. // Плодородие. - 2012. - № 6. - С. 18.
4. Беленков А.И., Сабо Умар, Кунафин Р.И. Основная обработка почвы: сравнительная оценка в современных системах земледелия // Нивы России. - 2016. - № 11 (144). - С. 68-69.
5. Технология минимизации основной обработки почвы / И.Б. Борисенко, О.Г. Чамурлиев, Г.О Ча-мурлиев и др. // Вестник РУДН, изд-во РУДН, М.: 2018. № 1. - С. 35-42.
6. Мухортов В.И., Федорова В.А., Шагаипов М.М. Продуктивность комплексных почв северо-запада Прикаспийской низменности // Вестник РУДН, Издательство РУДН, М., 2003. - № 8. - С. 52-58.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. - 5 изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
8. Чурзин В.Н., Асирифи Амрако О. Водопотребление и его составляющие в посевах ярового ячменя в зависимости от предшественников и способов основной обработки почвы // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. - 2013. - № 1 (29). - С. 61-64.
List of used sources
1. Kazakov G.I., Avramenko R.V., Markovsky A.A. Farming in the Middle Volga. - M .: Kolos, 2008. - 308
p.
2. Kiryushin V.I. The problem of minimizing tillage: prospects for development and research tasks // Agriculture. - 2013. - № 7.- P. 3-6.
3. Innovative methods of tillage in the cultivation of barley / Yu.N. Pleskachev, I.B. Borisenko, I.A. Misyuryaev et al. // Fertility. - 2012. - № 6. - P. 18.
4. Belenkov AI, Sabo Umar, Kunafin R.I. The main tillage: a comparative assessment in modern farming systems // Niva Russia. - 2016. - № 11 (144). - Pp. 68-69.
5. The technology of minimization of the main tillage. Borisenko, O.G. Chamurliev, G.O. Chamurliev, etc. // Vestnik RUDN, publishing house RUDN, M .: 2018. No. 1. - p. 35-42.
6. Mukhortov V.I., Fedorova V.A., Shagaypov M.M. The productivity of complex soils of the north-west of the Caspian lowland // Vestnik RUDN, Publishing house RUDN, M., 2003. - № 8. - P. 52-58.
7. Dospehov B.A. Methods of field experience with the basics of statistical processing of research results. -5th ed., Revised and add. - M .: Agropromizdat, 1985. - 351 p.
8. Churzin V.N., Asirifi Amrako O. Water consumption and its components in spring barley crops depending on predecessors and methods of the main tillage // Izvestiya Nizhnevolzhskiy agrouniversity complex. -2013. - № 1 (29). - Pp. 61-64.
УДК 633.12: 581.144.4: 581.132
ВИДОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ УСТЬИЧНОЙ ПРОВОДИМОСТИ ЛИСТЬЕВ У РАСТЕНИЙ FAGOPYRUM ESCULENTUM MOENCH
АМЕЛИН А.В.,
доктор сельскохозяйственных наук, руководитель ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, e-mail: amelin_100@mail.ru, тел. 8-920-818-71-26.
ФЕСЕНКО АН.,
доктор биологических наук, зав. лабораторией селекции крупяных культур ФГБНУ «ФНЦ ЗБК», e-mail: fesenko.a.n@rambler.ru.
ЗАИКИН ВВ.,
кандидат сельскохозяйственных наук, младший научный сотрудник ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование», ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, e-mail: valeriy.zaikin@mail.ru.
ЧЕКАЛИН Е.И.,
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, e-mail: hmet83@rambler.ru.
Реферат. В условиях полевых и вегетационных опытов на интактных растениях в режиме реального времени впервые изучены видовые особенности устьичной проводимости (УП) CO2 и Н2О листьев гречихи. Определение УП осуществлялось с помощью портативного газоанализатора марки Li - 6400 ХТ по оригинальной методике американской фирмы Li-COR. Исследования показали, что у гречихи, как и у других сельскохозяйственных культур, устьичная проводимость листьев растений существенно зависит от погодных условий их произрастания. В условиях выраженной засухи ее значение было в среднем в 1,9 раза меньше, по сравнению с менее экстремальными погодными условиями. В онтогенезе растений наиболее активно процесс проявляется в период массового плодообразования семян, когда резко возрастает спрос на фотоассимиляты. Особенно интенсивно функционируют в это время устьица верхних листьев, как у более молодых и физиологически активных органов, а самой низкой работоспособностью отличаются нижние. В течение светового дня наиболее активно устьичная проводимость листьев растений проявляется в послеобеденное время - с 13 до 16 часов. В данный промежуток времени значение УПН2О составляло у растений в среднем 0,455 mol Н2ОМ\ а УПСО2 - 0,292 mol CO2/m s, что на 17,6 % больше по сравнению с утром, и на 66,8 % больше, чем в вечернее время.
Ключевые слова: вид, гречиха, устьичная проводимость, интенсивность фотосинтеза, транспира-ция.
