CC BY
40
о
СЧ О СЧ СО
Ф
S ^
ш
4
ф
^
5
ш со
сб. науч. тр. по материалам V Международной научной конференции. Ставрополь, 2017. С. 98-100.
13. Доспехов Б. А., Васильев И. П., Туликов А. М. Практикум по земледелию. М.: Колос, 1987. 383 с.
Efficiency of direct seeding technology in the cultivation of field crops in the arid zone of the Central Ciscaucasia
I. A. Volters, O. I. Vlasova, V. M. Peredereeva, E. B. Drepa
Stavropol State Agrarian University, per Zootekhnicheskii, 12, Stavropol', 355017, Russian Federation
Abstract. The studies were carried out to determine the agrotechnical efficiency of the process of crops cultivation under direct sowing in light chestnut soils. The work was carried out in 2018-2019 in the arid zone of the Central Ciscaucasia. The soil of the study area was light chestnut calcareous medium loamy on loess loam; the content of humus was 1.5%, of P2O5 -17 mg/kg, of K2O - 390 mg/kg; pH value was 7.0 units. Sampling, observations, calculations and analyzes on fixed fields were carried out according to generally accepted methods in the main phases of crops development. Reserves of productive moisture in the soil by the tillering phase of winter wheat increase and reach their maximum values, to full ripeness they decrease in the arable layer in the case of zero technology to 12.1 mm, of traditional one - up to 10.2 mm. In the one-meter layer, productive moisture reserves amount 96.1 mm and 84.9 mm, respectively. With direct sowing, agronomically valuable aggregates are formed in the optimal quantities. With the traditional technology of winter wheat cultivation after bare fallow, the formation of a large amount of dust fraction is observed, which makes this soil capable of undergoing erosion and deflation. Before sowing, high water resistance is noted for direct sowing of winter wheat after pea and sunflower: 75.9% and 70.5%, respectively, versus 66.9% in the variant with traditional technology. To full ripeness, the water-resistance of the soil in all cases reduces while maintaining the advantage of direct sowing over traditional technology. Soil density was optimal when using both technologies. The yield of winter wheat, directly sown after pea for grain and sunflower, was 4.36 t/ha and 4.08 t/ha, respectively, while for traditional technology and cultivation after bare fallow it was 3.68 t/ha.
Keywords: direct sowing; traditional technology; supply of productive moisture; structural and aggregate composition; water stability; soil density; yield.
Author Details: I. A. Volters, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof. (e-mail: volters06@rambler. ru); O. I. Vlasova, D. Sc. (Agr.), assoc. prof.; V. M. Peredereeva, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; E. B. Drepa, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.
For citation: Volters IA, Vlasova OI, Peredereeva VM, et al. [Efficiency of direct seeding technology in the cultivation of field crops in the arid zone of the Central Ciscaucasia]. Zemledelie. 2020; (3):14-8. Russian. doi: 10.24411/00443913-2020-10303.
doi: 10.24411/0044-3913-2020-10304 УДК:631.51(470.630)
Влияние технологии возделывания на агрофизические свойства черноземов выщелоченных и урожайность подсолнечника
Е. Б. ДРЁПА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (e-mail: [email protected]) О. И. ВЛАСОВА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
А. С. ГОЛУБЬ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент И. А. ДОНЕЦ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Ставропольский государственный аграрный университет, пер. Зоотехнический, 12, Ставрополь, 355017, Российская Федерация
Исследования проводили в 2016-2017гг. с целью изучения влияния технологии No-till при возделывании подсолнечника на его урожайность и агрофизические свойства чернозёма выщелоченного в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Для этого в многолетнем стационарном опыте культуру высевали по традиционной технологии (с двукратным лущением стерни после уборки предшественника, вспашкой, промежуточными и предпосевной культивациями) и по технологии No-till. Основная обработка почвы по традиционной технологии способствует снижению содержания продуктивной влаги в пахотном слое, а плотность почвы в этом горизонта остается близкой к оптимальной. При возделывании подсолнечника по технологии No-till остающиеся на поверхности поля растительные остатки предшествующей культуры (озимой пшеницы) способствуют большему накоплению почвенной влаги в метровом (на 18,2 %) и пахотном (на 21,8 %) слоях почвы, чем по традиционной технологии. Но повышенная плотность сложения чернозёмов выщелоченных (1,34. ..1,40 г/ см3) отрицательно сказывается на его росте, развитии и урожайности. При возделывании культуры по технологии No-till масса 1000 семян была меньше, чем в варианте с традиционной технологией, на 10,6 %, масса семян в корзинке - на 11,2 %. Как следствие, урожайность по технологии No-till составила 1,15 т/га, что было достоверно ниже, чем по традиционной, на 0,19 т/га. Несмотря на снижение производственных затрат на возделывание подсолнечника по технологии No-till, более высокую рентабельность обеспечивала традиционная технология.
Ключевые слова: технология no-till, подсолнечник(Helianthus), плотность почвы, влажность почвы, урожайность.
Для цитирования: Влияние технологии возделывания на агрофизические свойства черноземов выщелоченных и урожайность подсолнечника / Е. Б. Дрёпа, О. И. Власова, А.
С. Голубь идр.//Земледелие. 2020. № 3. С. 1820. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10304.
Одна из важнейших задач современного сельскохозяйственного производства освоение ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих повышение экономической эффективности растениеводства [1]. В последние годы всё больший интерес вызывают технологии возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы, которые в мире принято называть «прямым посевом» (No-till), а у нас в стране - «нулевыми технологиями» [2]. В отличие от традиционных, они отвечают требованиям природоохранного земледелия (исключается переуплотнение, ослабляются процессы разрушения почв, снижаются темпы минерализации органического вещества) [3].
Строение пахотного слоя зависит от размеров агрегатов, соотношения капиллярной и некапиллярной скважности. Рост некапиллярной скважности сопровождается увеличением воздухопроницаемости, что благоприятно влияет на скорость разложения органического вещества и накопление в почве нитратов [4].
Нулевая технология предусматривает посев в необработанную почву с отказом от всех видов механического воздействия на нее. Растительные остатки (стерня и измельченная солома), которые сохраняются на поверхности поля, способствуют задержанию снега, уменьшению интенсивности эрозионных процессов, улучшению структуры почвы, защите озимых кул ьтур от низких температур, накоплению питательных веществ. При этом значительно увеличивается популяция дождевых червей и почвенных микроорганизмов, существенно снижаются производственные затраты, в том числе на топливо, сохраняется окружающая среда [5].
В этой связи большой научный интерес представляет технология возделывания подсолнечника, на долю которого в нашей стране приходится 75 % площади посевов всех масличных культур, без обработки почвы (по технологии No-Till).
Цель работы - изучение влияния традиционной и No-till технологий воз-
делывания на продуктивность подсолнечника на выщелоченных черноземах в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.
Для достижения поставленной цели определяли влияние указанных технологий на основные агрофизические свойства почвы, а также на процессы формирования урожая маслосемян культуры.
Исследования проводили в 20162017 гг в стационарном полевом опыте кафедры общего земледелия, растениеводства, селекции и семеноводства им. профессора Ф. И. Бобрышева на опытной станции Ставропольского ГАУ, расположенной в зоне умеренного увлажнения Ставропольского края.
Содержание гумуса в пахотном слое почвы экспериментального участка варьировало от 5,8 до 6,2 %, нитратного азота перед посевом - 9,8...10,2 мг подвижного фосфора и калия (по Ма-чигину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26205-91) - 24,3.26 мг/кг почвы и 264.278 мг/кг почвы, что соответствует низкой обеспеченности азотом и средней фосфором и калием.
Агрофизические показатели почвы определяли общепринятыми методами [6, 7].
Схема опыта включала два варианта технологии возделывания подсолнечника:
традиционная, предусматривающая обработку почвы с оборотом пласта на глубину 20.22 см;
технология «No-till» (прямой посев) без обработки почвы.
Объекты исследований - подсолнечник, выращиваемый после озимой пшеницы и чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый. Повторность - трехкратная, размещение вариантов - организованные повторения в два яруса, общая площадь делянки 750 м2(15 м * 50 м), учетная - 112,5 м2.
Сложившиеся агрометеорологические условия в годы проведения исследований отличались от среднемно-голетних значений. Сумма выпавших осадков в период вегетации в 2016 г составила 312 мм, что было на 25 мм ниже нормы, а в 2017 г - 347 мм, что на 10 мм превышало норму. Неравномерность распределения осадков втечение вегетации и особенно отсутствие их в критический период водопотребления подсолнечника отразились на продуктивности культуры. Температурный режим в годы исследований был выше среднемноголетнего на 0,6...3,3 °С.
При технологии No-till отсутствует контакт обрабатывающих органов и почвы, что приводит к снижению испарения влаги с поверхности. В этом случае большую роль в ее сохранении и накоплении играют стерня и мульча, сохранение которых снижает скорость движения ветра, уменьшает вы-
сыхание почвы, что особенно важно в условиях неустойчивого увлажнения. Кроме того, растительные остатки способствуют хорошему просачиванию воды дождевых осадков.
В опыте изучали характер использования продуктивной влаги подсолнечником из корнеобитаемого слоя почвы в течение вегетационного периода 2016 и 2017 гг в зависимости от технологии возделывания (табл.1).
1. Влияние технологии возделывания в метровом слое почвы
на 9,6 % больше, но из-за неравномерности распределения они не оказали существенного влияния на урожайность культуры. После малоснежной зимы накопление продуктивной влаги перед посевом подсолнечника по технологии No-till в слое почвы 0.50 см было больше, чем по традиционной технологии, на 16,2 %, в слое 50.100 см - на 14,1 %. Растительные остатки озимой пшеницы способствовали как накоплению влаги
на накопление продуктивной влаги (2016-2017 гг.), мм*
Технология (фактор А) Глубина, см (фактор В) Срок определения (фактор С)
перед посевом пе[ зед уборкой
2016 г. I 2017 г. I среднее 2016 г I 2017 г. среднее
Традиционная 0.50 71 86 79 56 64 60
50.100 89 106 98 64 77 70
0.100 160 192 176 120 141 81
Прямой посев 0.50 90 100 95 61 73 67
50.100 104 121 113 82 99 91
0.100 194 221 208 143 172 158
НСР05: фактор А - 1,6; фактор В - 2,1 ; фактор С - 1,9; взаимодействие АВС - 3,6
*критерии достоверности приведены для метрового слоя почвы, в среднем за два года исследований.
В 2016 г. при традиционной технологии возделывания запасы продуктивной влаги в слое почвы 0.50 см перед посевом составляли 71 мм, перед уборкой - 56 мм. Аккумуляция влаги в осенне-зимний период, осадки, выпавшие перед посевом подсолнечника, а также мульчирующий слой растительных остатков озимой пшеницы позволили накопить в почве в варианте с No-till на 26,8 % больше влаги, чем по традиционной технологии. Снижение влажности почвы перед уборкой вполне объяснимый факт, поскольку, несмотря на выпадение большого количества осадков в течение вегетации, влага интенсивно расходуется на формирование урожая. При этом следует отметить, что и в этот период ее запасы в варианте с применением No-till были на 8,9 % больше. Аналогичная закономерность отмечена и для слоя 50.100 см, в котором при традиционной технологии количество продуктивной влаги перед посевом было ниже, чем при прямом посеве, на 16,8 %, а перед уборкой - на 28,1 %.
В 2017 г влагообеспеченность была несколько лучше, по сравнению с предыдущим годом. За период вегетации подсолнечника осадков выпало
зимой, так и её сохранению в почве в течение всего периода вегетации, когда содержание продуктивной влаги в этом варианте было достоверно больше, чем по традиционной технологии. Критический период водопотребления для подсолнечника - фаза цветения, но в зоне неустойчивого увлажнения в это время обычно проявляется атмосферная и почвенная засуха, а растения дополнительно используют для формирования урожая влагу, сохранившуюся в почве. С этим связано снижение содержания влаги к периоду уборки по обеим технологиям более чем на 25 %.
Оптимальная плотность черноземов находится в пределах от 1,10 до 1,25 г/ см3. В наших исследованиях при традиционной технологии возделывания подсолнечника в слое 0.30 см в среднем за 2 года перед посевом она составляла 1,23 г/см3, после уборки - 1,32 г/см3, при использовании прямого посева - соответственно 1,33 и 1,39 г/см3 (табл. 2).
В ходе исследований отмечены изменения плотности почвенных горизонтов в течение вегетации подсолнечника. В период посева изучаемой культуры четко проявлялась ее зависимость от системы обработки почвы.
2. Влияние технологии возделывания на плотность почвы (2016-2017 гг.), г/см3*
Технология (фактор А) Глубина, см (фактор В) Срок определения (фактор С)
перед посевом пер зед уборкой
2016 г. 2017 г. |среднее 2016 г. 2017 г. I среднее
Традиционная 0.10 1,11 1,15 1,13 1,24 1,26 1,25
10.20 1,19 1,26 1,23 1,33 1,38 1,36
20.30 1,31 1,35 1,33 1,37 1,36 1,37
среднее 1,20 1,25 1,23 1,31 1,33 1,32
Прямой посев 0.10 1,22 1,29 1,26 1,30 1,39 1,35
10.20 1,30 1,37 1,34 1,39 1,42 1,41
20.30 1,39 1,46 1,43 1,43 1,46 1,45
среднее 1,30 1,37 1,34 1,37 1,42 1,40
НСР05: фактор А - 0,07; фактор В - 0,09; фактор С - 0,06; взаимодействия АВС - 0,12
*критерии достоверности приведены для слоя почвы 0...30 см, в среднем за два года исследований.
3. Структура урожая подсолнечника в зависимости от технологии возделывания (2016-2017 гг.)
Показатель Традиционная технология Прямой посев
Густота стояния, тыс. шт./га 46,0 40,0
Диаметр корзинки, см 18,3 16,7
Масса 1000 семян, г 56,0 50,1
Масса семян в корзинке, г 24,2 21,5
При традиционной технологии плотность почвы в посевном слое 0...10 см находилась в зависимости от года в пределах 1,11.1,15 г/см3. В среднем за два года она составляла 1,13 г/см3. В варианте с прямым посевом средняя величина этого показателя находилась на уровне 1,26 г/см3 с колебаниями по годам от 1,22 до 1,29 г/см3, что было существенно выше, по сравнению с традиционной технологией, и оказало негативное влияние на своевременность появления всходов. Это косвенно свидетельствует о низкой степени воздухообмена, а также о том, что при такой плотности почвы посевного слоя возникает механическая преграда для проростков подсолнечника. Вместе с тем при более высокой плотности в почве лучше сохраняется влага.
К уборки плотность почвы значительно увеличивалась в обоих вариантах. Так, в среднем за два года исследований в слое 0.10 см при традиционной технологии плотность почвы составила 1,25 г/см3, а в варианте с прямым посевом -1,35 г/см3.
Аналогичная тенденция отмечена и в слоях 10.20 и 20.30 см. Плотность слоя 10.20 см при нулевой технологии перед посевом оставалась более высокой в оба года (1,30.1,37, в среднем -1,34 г/см3). После уборки она значительно увеличивалась и в среднем за два года составляла 1,41 г/см3.
Перед посевом плотность всех исследуемых слоев в варианте с No-till была значительно выше, чем по традиционной технологии. В силу физических свойств чернозема выщелоченного, предрасположенного к самоуплотнению, в процессе вегетации подсолнечника на фоне прямого посева отмечено снижение оструктуренности почвы и, как следствие, ухудшение развития корневой системы, а также уменьшение урожайности маслосемян подсолнечника.
Густота стояния растений к уборке по традиционной технологии составила 46,0 тыс. шт./га (табл. 3), что было на 6,0 тыс. шт. больше, чем при прямом посеве. Кроме того, в условиях зоны неустойчи-jjJ вого увлажнения масса тысячи семян в ° варианте с No-till снизилась, в сравнении го с традиционной технологией, на 13 %. ^ Самая высокая урожайность в опы-о те отмечена в 2016 г., когда в период ли бутонизации, цветения и налива семян де (июнь-июль) осадков выпало больше ® климатической нормы. В 2017 г дождей S в это время было меньше, а урожай-$ ность - ниже.
Традиционная технология обеспечивала увеличение урожайности мас-лосемян подсолнечника, по сравнению с No-till, на 20,0 %. В среднем за 2 года исследований сбор маслосемян в этих вариантах составил соответственно 1,34 т/га и 1,15 т/га. В оба года исследований урожайность при использовании традиционной технологии была достоверно выше, чем при прямом посеве (табл. 4).
4. Урожайность подсолнечника в зависимости от технологии возделывания, т/га
Технология Под Сред-
2016 I 2017 няя
Традиционная 1,45 1,23 1,34
Прямой посев 1,21 1,08 1,15
НСР 05 0,18 0,16 0,20
Таким образом, при возделывании подсолнечника по технологии No-till остающиеся на поверхности поля растительные остатки предшествующей культуры (озимой пшеницы) способствуют большему (на 18,2.21,8 %) накоплению почвенной влаги, чем по традиционной технологии. Однако чрезмерно высокая плотность сложения выщелоченного чернозёма (1,34.1,40 г/см3) отрицательно сказывается на росте, развитии и урожайности культуры. При возделывании подсолнечника по технологии No-till масса 1000 семян была меньше, чем в варианте с традиционной технологией, на 10,6 %, масса семян в корзинке - на 11,2 %, а урожайность - на 14,2 %.
Литература.
1. Дридигер В. К. Технология прямого посева в Аргентине // Земледелие. 2013. № 1. С. 21-25.
2. Дридигер В. К., Дрепа Е. Б., Матвеев А. П Влияние технологии No-Till на содержание продуктивной влаги и плотность чернозема выщелоченного Центрального Предкавказья // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-2.; URL: http: //www.science-education.ru/ru/article/view?id=19802 (дата обращения: 25.02.2020).
3. Дрёпа Е. Б. Физические свойства почвы при применении технологии No-Till // Вестник АПК Ставрополья. 2014. № 4(16). С. 181-185.
4. Дридигер В. К., Стукалов Р. С., Паджиу-маров Р. П. Плотность и содержание влаги в почве зависимости от технологии возделываемых культур// Современная аграрная наука как фактор повышения эффективности сельскохозяйственного производства региона: матер. науч.-практ. конфер. с междун. участ.: ФПБНУ «Калужский научно-исследовательский институт сельского хозяйства». 2018. С. 80-84.
5. Влияниетрадиционной технологии возделывания и прямого посева полевых культур на агрофизические факторы почвенного плодородия чернозема обыкновенного в зоне неустойчивого увлажнения / И. А. Вольтерс, О. И. Власова, Л. В Трубачёва и др. // Агрофизика. 2018. № 4. С. 24-30.
6. Петров Л.Н. Характеристика почв равнинной части Ставропольского края и приемы их улучшения // Научные достижения - сельскому хозяйству. Вып. 3. Ставрополь: Став-роп. кн. изд-во. 1976. С. 158-169.
7. Доспехов Б. А., Васильев И. П., Туликов А. М. Практикум по земледелию. М.: ВО Агро-промиздат. 1987. С. 18-107.
Influence of cultivation technology on the agrophysical properties of leached chernozems and sunflower yield
E. B. Drepa, O. I. Vlasova, A. S. Golub, I. A. Donets
Stavropol State Agrarian University, per. Zootekhnicheskii, 12, Stavropol', 355017, RussianFederation
Abstract. The studies were carried out in 2016-2017 to determine the influence of no-till technology in the cultivation of sunflower on its yield and agrophysical properties of leached chernozem in the unstable humidification zone of the Stavropol Territory. In a long-term stationary experiment, sunflower was sown according to the traditional technology with double stubble cultivation after forecrop harvesting, ploughing, intermediate and pre-sowing cultivations, and according to no-till technology. The main tillage by the traditional technology helps to reduce productive moisture content in the arable layer, and the density of the soil in this horizon remains close to the optimal one. When cultivating sunflower according to no-till, the plant residues of the previous crop (winter wheat) on the surface of the field contribute to a greater accumulation of soil moisture in the meter (18.2%) and arable (21.8%) soil layers than for the traditional technology. But the higher density of leached chernozems (1.34-1.40 g/cm3) negatively affects the growth, development and productivity of sunflower. When cultivating sunflower according to no-till technology, the weight of 1000seeds was less by 10.6% then for the traditional technology, the weight of seeds in the anthodium was less by 11.2%. 4s a result, the yield in the case of no-till technology was 1.15 t/ha, which was significantly lower than for the traditional technology (by 0.19 t/ha). Despite the reduction in production costs for sunflower cultivation using no-till, traditional technology provided higher profitability.
Keywords: no-till technology, sunflower (Helianthus), soil density, soil moisture, productivity.
Author Details: E. B. Drepa, Cand. Sc. (Agr),assoc. prof. (e-mail:drepa-elena@mail. ru); O. I. Vlasova, D. Sc. (Agr.), prof.;A. S. Golub, Cand. Sc. (Agr), assoc. prof.; I. A. Donets, Cand. Sc. (Agr), assoc. prof.
For citation: Drepa EB, Vlasova OI, GolubAS, et al.[Influence of cultivation technology on the agrophysical properties of leached chernozems and sunflower yield]. Zemledelie. 2020;(3):18-20. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-202010304.
