CC BY
55
УДК: 632: 633.16
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ НА УРОЖАЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В СТЕПНЫХ ЗОНАХ БАШКОРТОСТАНА
© А.А. Сахибгареев,
кандидат сельскохозяйственных наук, первый заместитель директора, Башкирский НИИ сельского хозяйства РАН, ул. Рихарда Зорге, 19, 450059, Уфа, Российская Федерация
© Г.Н. Гарипова,
кандидат сельскохозяйственных наук,
заведующая лабораторией,
Башкирский НИИ сельского хозяйства РАН,
ул. Рихарда Зорге, 19,
450059, Уфа, Российская Федерация,
эл. почта: garipova.galina@list.ru
В статье показаны особенности возделывания яровой пшеницы в степных зонах, влияние удобрений, пестицидов и биофунгицидов на урожай. Представлены данные по содержанию в почве доступных для растений минеральных удобрений.
Установлено, что формирование урожая в основном зависит от уровня потенциального плодородия почвы и количества применяемых удобрений под ту или иную культуру в севообороте. Однако, эта зависимость нестрого пропорциональна в силу ряда причин, влияющих на рост и развитие растений в естественных условиях. Наиболее действенными факторами в период вегетации яровой пшеницы остаются тепловой режим окружающей среды, наличие влаги и элементов питания в корнеобитаемом слое почвы.
Важная роль в регулировании питательного режима принадлежит обработке почвы. Основным фоном для лучшего обеспечения растений пшеницы влагой, питательными веществами является предшественник. Более рационально использовались внесенные удобрения и биофунгициды, при этом наблюдалось снижение пестицидной нагрузки на посевы. В целом все это способствовало экологической безопасности сельскохозяйственного производства.
Все фазы развития яровой пшеницы сопровождались эффективной защитой от вредных организмов с применением агротехнических и химико-биологических мероприятий. Даны экономические пороги вредоносности отдельных болезней, а также приведены уровни потери урожая в зависимости от химических средств борьбы с вредными организмами.
Ключевые слова: яровая пшеница, вредные организмы, минеральные удобрения, пестициды, порог вредоносности
© А.А. Sakhibgareev1, G.N. Garipova2
THE ROLE OF FERTILIZERS AND PLANT PROTECTANTS IN INCREASING SPRING WHEAT PRODUCTIVITY IN THE STEPPE AREAS OF BASHKORTOSTAN
12Bashkir Agricultural Research Institute, 19, ulitsa R. Zorge, 450059, Ufa, Russian Federation, e-mail: 2 garipova.galina@list.ru
The paper demonstrates peculiar features of spring wheat cultivation in the steppe zones and the effect of fertilizers, tillage, pesticides and biofungicides on spring wheat crops. It also gives data on the content of mineral fertilizers available to plants from soil.
It has been found that yield formation depends primarily on the level of potential soil fertility and the quantity of fertilizers used for particular crop in the rotation. However, this dependence is weakly proportional for a number of reasons that influence plant growth and development under natural conditions. The most effective factors in the spring wheat growing season still include thermal environmental conditions and moisture and nutrient availability in the soil root zone.
An important role in regulating nutrition regime is played by primary tillage. Preceding crops turn out to be the best way to provide wheat plants with moisture and nutrients. Fertilizers and biofungicides used more rationally make it possible to reduce the pesticide loading on plants. All
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ
V /2
2015, том 20, № 2 (78)
this contributes to the environmental safety of agricultural products. Each phase of spring wheat development has been supported by effective protection against harmful organisms applying agronomic and chemo-biological measures.
The study determines economic thresholds of harmfulness of specific diseases and gives yield losses depending on chemical pest control.
Key words: spring wheat, pests, fertilizers, pesticides, threshold of harmfulness
Яровая пшеница - это основная ведущая зерновая культура во всех зерносеющих зонах Республики Башкортостан.
В Башкортостане возделывается два вида пшеницы: мягкая (яровая и озимая) и яровая твердая. Посевами пшеницы в 2014 г. было занято более 900 тыс. га с преобладанием в посевах яровой мягкой пшеницы. Зерно мягкой пшеницы используется на производство муки, направляемой в хлебопекарную промышленность. Зерно твердой пшеницы обладает технологическими свойствами, обеспечивающими изготовление высококачественных макаронных изделий. Значительное количество пшеничного зерна используется на кормовые цели, техническую переработку, как важнейший продукт экспорта [1].
Основные почвенные процессы, определяющие важнейшие условия жизни растений протекают в пахотном слое. Поэтому приведение свойств пахотного слоя в соответствие с требованиями растений представляет собой основную задачу научного земледелия - системы обработки почвы. В то же время факт положительного влияния условий питания на использование почвенной влаги указывает на необходимость создания сбалансированного питания в разных системах земледелия. Только при оптимальном режиме питания возможно добиться рационального использования двух основных факторов в жизни растений - воды и пищи.
В последние годы в связи с климатическими изменениями, которые выражались в частом дефиците влаги в вегетационный период, в патогенном комплексе корневых гнилей яровой пшеницы наметилась тенденция ...............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ .
к возрастанию роли грибов рода Fusarium, и поэтому вредоносность корневых гнилей стала значительной, а эпифитотийное развитие за 10 лет увеличилось до 3 раз, потери урожая от корневых гнилей — на 30-40 %.
В связи с этим изучение элементов экологизации земледелия в сочетании с минеральными удобрениями, пестицидами при различных способах основной обработки почвы является актуальной задачей сельскохозяйственной науки и производства.
Цель исследований — изучение на различных фонах обработки почвы роли отдельных элементов минерального питания, средств защиты растений, их сочетания, а также влияния пестицидов в формировании качественного зерна в степных зонах Башкортостана.
По природно-климатическим условиям Республика Башкортостан разделена на 6 сельскохозяйственных зон, различающихся продолжительностью вегетационного периода, уровнем тепла и влагообеспеченности, плодородием почв и другими факторами. В связи с этим основным резервом увеличения производства качественного зерна является оптимизация размещения посевов как в пределах почвенно-климатических зон, так и в отдельно взятом хозяйстве [2].
Условия, материалы и методы. Экспериментальную часть работы проводили в 2010— 2014 гг. в предуральской степной зоне Башкортостана на опытных полях Казангуловско-го научного подразделения Башкирского научно-исследовательского института сельского хозяйства.
Почвенный покров предуральской степной зоны представлен в основном типичными
015, том 20, № 2 (78) llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllE9
А.А. Сахибгареев, Г.Н. Гарипова //////////////////////////////////////т
карбонатными черноземами (66%), суглинистыми по механическому составу с различной мощностью гумусового горизонта. Они содержат одинаковое количество физического песка и глины и характеризуются высокой водопроницаемостью и низкой водоудерживаю-щей способностью.
Содержание гумуса в почве опытного участка составило 5,44%, общего азота — 0,29%, щелочногидролизуемого азота по Корнфиль-ду — 13,3%, подвижного фосфора и обменного калия по Мачигину — соответственно 5,0 и 13,7 мг/100 г почвы; реакция почвенного раствора слабощелочная, близкая к нейтральной (рН=7,03); степень насыщенности основаниями высокая (95,5%).
Объект исследований — яровая пшеница Экада 70.
Опыты были заложены в пятипольном зернопаровом севообороте (пар— озимая пшеница—яровая пшеница—горох—ячмень) в трехкратной повторности. Размер делянок: посевная — 216 м2, учетная — 100 м2. Агротехника на опытных делянках — общепринятая для данной зоны. С целью создания различных фонов обработки почвы использовали традиционный плуг ПЛН—4—35 и плоскорез — глубоко-рыхлитель КПГ—2—150. В опыте использовали сложные удобрения (по 15% д.в. КРК). Удобрения вносили зерновой сеялкой СЗ—3,6 локально-ленточным способом перед посевом на глубину 8-10 см и в рядки при посеве по схеме опыта:
1. Без удобрений (контроль);
2. Р30 в рядки;
3. Р60К30 локально перед посевом;
4. Р60К30 локально перед посевом + Р30;
5. Ш0Р60К30 локально;
6. Ш0Р60К30 локально перед посевом + Р30;
7. Ш0Р60К60 локально;
8. Ш0Р60К60 локально + Р30;
9. Ш0Р90К60 локально;
10. Ш0Р90К60 локально + Р30;
11. Ш0Р90К90 локально;
12. Ш0Р90К90 локально + Р30.
..............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ
В опытах проводили следующие наблюдения, учет и анализы: фенологические наблюдения за ростом и развитием растений выполнены по методике Госкомиссии при Министерстве сельского хозяйства РФ по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971, 1985); влажность почвы — термостатно-весовым методом; содержание гумуса — методом мокрого сжигания по Тюрину, основанном на окислении углерода перегноя почвы избытком бихромата; общий азот — колориметрически методом Несслера; легкогидроли-зуемые соединения азота — по Корнфильду; общий фосфор — по методу Г. Дениже в модификации А.С. Труога и А. Мейера; обменная кислотность почвы — в 1 н. KCL потенциометром; гидролитическая кислотность почвы (Н) — по Каппену; сумма поглощенных оснований — по Каппену-Гильковицу; аммиачный азот — фотометрически по методу ЦИНАО (ГОСТ 26469-85), извлекая обменный аммоний из почвы раствором хлористого калия; нитраты — ионометрическим экспресс-методом, основанном на измерении активности нитрат-иона селективным электродом в солевой суспензии 1%-го раствора алюминиевых квасцов; подвижный фосфор и обменный калий — по Мачигину и в модификации ЦИНАО, основанной на извлечении вышеуказанных элементов питания из почвы 1%-ным раствором углекислого аммония с последующим просмотром фосфора на фотоэлектроколориметре и калия на пламенном фотометре [3].
Все фитопатологические исследования проводились на яровой пшенице на этом же поле самостоятельно по листостебельным болезням и корневым гнилям; использовались методики ВИР (1999) и ВИЗР (2000).
Учет урожая проводился сплошной уборкой каждой делянки с последующим пересчетом на 100%-ную чистоту и стандартную влажность (14%). Экономическую эффективность применения удобрений рассчитывали по методике ВИУА (Н.Н. Баранов, 1974).
2015, том 20, № 2 (78) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
Биоэнергетическую оценку применения удобрений проводили по методике Ю.И. Ермо-хина, А.Ф. Неклюдова (1994). Статистичекую обработку экспериментальных данных — по Б.А. Доспехову (1985); корреляционно-регрессионный анализ — с помощью программы Statistika ver. 55A for Windows.
Семена обрабатывали перед посевом протравителем ТМТД плюс (2,0 л/т) + Фито-спорин М Ж Э (1,0 л/т). Растения яровой пшеницы по вегетации опрыскивали, согласно ЭПВ, в фазу всходов и в фазу колошения инсектицидом Децис Экстра (0,03 л/га).
Результаты и обсуждения. В нашем опыте за 2010-2014 гг. незначительное преимущество в накоплении влаги в метровом слое было на плоскорезном рыхлении, при котором весенние запасы продуктивной влаги в горизонтах почвы 0-30 и 0-100 см составили соответственно 31,1 и 129,7 мм против 29,2 и 123,0 мм на отвальной вспашке; они и явились лимитирующими факторами урожайности яровой пшеницы на типичном карбонатном черноземе со слабой водоудерживающей способностью.
Метеорологические условия в годы проведения опытов складывались по-разному. В целом можно отметить, что в эти годы наблюдался засушливый характер периодов ве-гетаций. Наибольшим увлажнением отличалось лето 2013 г., когда с мая по август выпало 88,3 мм осадков.
При незначительном количестве осадков и высокой температуре воздуха растения яровой пшеницы испытывали недостаток влаги, начиная уже с кущения и в последующие фазы вегетации.
Формирование урожая в основном зависело от уровня потенциального плодородия почвы и количества применяемых удобрений в севообороте. Однако эта зависимость не являлась доминирующей в силу ряда причин, влияющих на рост и развитие растений в естественных условиях; наиболее важными факторами в период вегетации оставались тепло...............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ ^
вой режим окружающей среды, наличие влаги и элементов питания в корнеобитаемом слое почвы.
Установлено, что основные источники азотного питания растений - нитраты и аммоний - равноценны в случае создания благоприятных условий для их усвоения. В окультуренных почвах со слабокислой-нейтральной реакцией среды аммоний достаточно быстро окисляется до нитратов, которые легко усваиваются растениями [4].
Важная роль в регулировании питательного режима принадлежит основной обработке почвы. Изменяя ее водный, тепловой и воздушный режимы, она оказывает воздействие на микробиологические и биохимические процессы, что в конечном итоге влияет на плодородие пашни.
В связи с интенсивным развитием корневой системы и накоплением большинства надземной массы к периоду «колошения — цветения» нитраты в почве на всех вариантах опыта заметно снизились. Подобная тенденция с нитратами наблюдалась и при плоскорезном рыхлении почвы.
Накопление аммиака в почве наблюдалось лишь в случае, когда не происходило дальнейшее превращение его в нитраты.
Следует отметить, что на фоне плоскорезной обработки аммиачный азот уменьшился с самого начала вегетации и при созревании яровой пшеницы были обнаружены лишь следы его присутствия (см. табл. 1).
Обеспечение растений яровой пшеницы в ранние фазы роста фосфором способствует более полному использованию ими почвенного азота и калия.
Несмотря на быстрое поглощение фосфора молодыми растениями, в период кущения на обоих способах обработки почвы содержание подвижной фосфорной кислоты в почве несколько увеличилось, что подтверждается выводами отечественных и зарубежных исследователей о преобладании перехода растворимого фосфора в почвенный рас-
015, том 20, № 2 (78) 111111111111111111111111111111111111111111111111111111^0
Влияние способов обработки почвы и минеральных удобрений на пищевой режим яровой пшеницы по фазам вегетации, мг/100 г (2010-2014)
>
О
О &
ф ф
О)
3 $
а о й О
О
>
74 >
>
Варианты
N0,
3
о X О й Сг
В
о> I
о>
я
о ^
о В
о> Я
о>
Я
%
я
£
о Я
о
о -
г
N11,
3
о X О й Сг
В
о> I
о>
я
о ^
о В
о> Я
о>
Я
%
я
£ о Я
о
о -
г
РА
3
о X О й Сг
В
о> I
о>
я
о ^
о В
о> Я
о>
Я
%
я
£
о Я
о
о -
г
3
о X О й Сг
К^О
3 в
о> I
о>
я
о ^
о В
о> Я
о>
Я
%
я
£ о Я
о
о -
г
Отвальная обработка
ч < -о Без удобрений ш 1,37 0,87 0,29 0,17 0,17 0,26 0,14 следы 5,58 6,05 5,30 4,95 17,7 15,9 16,2 16,9
К) 0 01 \ Р60К30лок. + Р30 в рядки 1,43 1Д1 0,31 0,19 0,21 0,27 0,16 0,04 5,75 6,29 5,47 5,32 18,0 16,5 17,1 17,7
о г ГО ^„Р6„К60лок. + Р30 в рядки 1,74 1,32 0,34 0,22 0,26 0,39 0,22 0,08 5,94 6,41 5,85 5,69 19,3 17,0 18,1 18,7
г 10 ГО М60Р90К90ЛОК-+ Р30 в рядки 2,24 1,68 0,49 0,29 0,33 0,47 0,26 0,13 6,40 6,95 6,43 6,08 20,4 17,9 19,3 19,7
00 Плоскорезная обработка
= Без удобрений 1,36 0,85 0,27 0,13 0,17 0,15 0,08 следы 5,60 5,98 5,37 5,25 17,1 15,4 15,9 16,5
1 Р60К30лок. + Р30 в рядки 1,40 1,09 9,29 0,15 0,19 0,17 0,11 следы 5,70 6,17 5,40 5,25 17,3 16,3 16,8 17,2
М30Р60К60ЛОК- + Р30 в рядки 1,68 1,27 0,37 0,19 0,23 0,19 0,16 следы 5,82 6,29 5,96 5,81 18,5 16,7 17,6 18,2
М60Р90К90ЛОК-+ Р30 в рядки 2,17 1,57 0,47 0,25 0,29 0,25 0,22 0,04 6,30 6,80 6,47 6,29 19,7 17,4 18,3 19,4
I
I
I
твор над поглощением его растениями в ранние фазы развития [5].
В нашем опыте во всех вариантах удобрений, независимо от способов обработки почвы, после кущения растений происходило постепенное уменьшение Р2О5 в почве и до конца вегетации. Потребность посевов в калийном питании значительно выше, чем в фосфоре. Запасы его в почве довольно велики, но доступны растениям лишь водорастворимые его формы и калий, находящийся на поверхности почвенных коллоидов в об-менно-поглощенном состоянии.
Итак, на типичном карбонатном черноземе яровая пшеница более всего нуждается во внесении азотных и фосфорных удобрений, а калием она обеспечена достаточно.
Урожайность сельскохозяйственных культур является одним из главных результативных признаков, характеризующих степень эффективности приемов агротехники их возделывания. В наших исследованиях засушливый характер периодов вегетаций не позволил полностью реализовать биологический потенциал культуры и получить максимально возможные урожаи (см. табл. 2). Продуктивность растений яровой пшеницы была средней. Сбор зерна колебался по вариантам опыта на отвальном фоне в пределах 12,0—20,4 ц/га, на плоскорезном 10,1—17,0 ц/га. Достаточно высокий эффект получен от рядкового удобрения Р30 — прибавка зерна составила 1,3-1,6 ц/га. Это можно объяснить тем, что рядковое удобрение способствует молодым растениям развить в короткий период достаточно мощную корневую систему, лучше использовать питательные элементы почвы и основного удобрения, легче переносить засуху, повреждения от вредителей и болезней.
Сравнительно низкие результаты от удобрений получены при безотвальном рыхлении почвы, что видимо, объясняется тем, что зольные элементы, находясь в верхнем сухом слое почвы, были мало доступны растениям и оставались неиспользованными ухо-
дящими вглубь корнями яровой пшеницы (см. табл. 2).
Многочисленные опыты и практика передовых хозяйств показывают, что технологические качества зерна яровой пшеницы подвергаются значительным изменениям в зависимости от сорта, почвенно-климатических, погодных условий и приемов возделывания; определяющим при этом фактором остается обеспеченность посевов элементами минерального питания.
Комплекс защитных и профилактических мероприятий включал в себя: использование высококачественного семенного материала, прогнозирование развития фитосани-тарной обстановки, применение научно-обоснованных технологий возделывания яровой пшеницы, подбор химических и биологических средств защиты растений, а также регуляторов роста против вредных организмов с учетом экономических порогов вредоносности.
По результатам исследований за 2010-2014 гг. отмечено, что в степных зонах республики все защитные мероприятия основаны на прогнозе фитосанитарной ситуации в посевах вегетационного периода, и поэтому применение химических средств предусматривалось во всех случаях, когда агротехнические и биологические мероприятия оказывались недостаточными для ликвидации потерь от вредных объектов.
Во всех зонах выращивания яровой пшеницы среди болезней распространены и являются наиболее вредоносными корневые гнили, бурая листовая ржавчина и мучнистая роса.
В условиях Башкортостана при неблагоприятных погодных условиях недобор зерна от корневых гнилей на пшенице достигал до 30-45%.
При высокой степени развития ржавчины (до 40-50%) потери урожая достигали до 20-25%, а в годы эпифитотии недобор урожая от мучнистой росы составил 15-20%.
Урожайность яровой пшеницы Экада 70 при локальном применении удобрений на разных фонах обработки почвы
(Казангуловское НП, 2010-2014)
Вариант удобрения Отвальная вспашка Плоскорезная обработка
Урожай зерна, ц/га Прибавка № Урожай зерна, и/та Прибавка №
и/га % и/та %
Без удобрения 12,0 - - 1 10,1 - - 1
Р30 в рядки 13,6 1,6 13,3 2 11,4 1,3 12,9 2
Р„К,„ локально 60 30 14,4 2,4 20,0 3 12,1 2,0 19,8 3
Р60К30 лок. + Р30В рядки 16,0 4,0 33,3 4 13,2 3,1 30,7 4
]Ч,ПР„К,П локально 30 60 30 16,2 4,2 35,0 5 13,1 3,0 29,7 5
]Ч30Р60К30 лок + Р30В рядки 17,6 5,6 46,7 6 14,7 4,6 45,5 6
К,„Р„К„ локально 30 60 60 16,8 4,8 40,0 7 13,9 3,8 37,6 7
М30Р60К60ЛОК + Р30ВРЯДКИ 18,3 6,3 52,5 8 15,2 5,1 50,5 8
]Ч,ПР,1ПК„ локально 30 90 60 17,8 5,8 48,3 9 14,8 4,7 46,5 9
К30Р90К60 Л0К' + РзоВРЯДКИ 19,3 7,3 60,8 10 16,2 6,1 60,4 10
К60Р90К90 локально 18,8 6,8 56,7 11 15,4 5,3 52,5 11
^„РадК^ лок. + Р30врядки 20,4 8,4 70,0 12 17,0 6,9 68,3 12
it»
О
Q g
<D <D со
S
a o
cg Q
I
I
I
НСР (обработка почвы) = 1,87 ц/га, НСР (удобрения) = 1,28 ц/га.
I
Основным фоном для лучшего обеспечения растений пшеницы влагой, питательными веществами являлся предшественник. При этом более рационально использовались внесенные удобрения и биофунгициды, наблюдалось снижение пестицидной нагрузки на посевы. В целом все это способствовало экологической безопасности сельскохозяйственного производства [5].
Современные и перспективные сорта яровой пшеницы в Башкортостане (Башкирская 27, Башкирская 28, Экада 70, Экада 113 и др.), как показали результаты экологического испытания, обладали повышенными иммунологическими свойствами. Они в слабой степени поражались листостебельными болезнями.
Снижение урожая от бурой листовой ржавчины отмечается при степени развития болезни в период колошения выше 35-40%.
При проведении химической борьбы с вредителями и болезнями следует учитывать экономические пороги их вредоносности (см. табл. 3).
Против заболеваний, которые не пере-
даются с семенами (мучнистая роса, ржавчина, септориоз) протравливание практически неэффективно; необходимо использовать фунгициды в разные фазы вегетации. Наиболее эффективны следующие препараты: Им-пакт, СК, (1,0-1,5 кг/га), Фоликур БТ, (0,6 л/ га), Тилт Супер,33% КЭ, (0,4-0,5 л/га), Альто-Супер, КЭ (0,5 л/га), Фитоспорин М Ж Э (2,0л/га), Гуми 20 М Богатый, Биодукс, Эми-стим и их баковые смеси.
Против вредителей на яровой пшенице наиболее эффективны препараты: Децис Экстра, КЭ (0,05 л/га), Карате, КЭ (0,15-0,2 л/га), Кинмикс, КЭ (0,15-0,2 л/га), Шарпей, 25% МЭ (0,2 л/га) и др.
Выводы. На типичном карбонатном черноземе получен относительно высокий агрономический эффект от локального внесения основного удобрения перед посевом. Прибавка зерна в зависимости от вида и дозы применяемых удобрений на отвальном фоне составила 2,4-6,8 ц/га, на плоскорезном — 2,05,3 ц/га.
Протравливание семян перед посевом, обработка посевов яровой пшеницы по веге-
Таблица 3
Экономические пороги вредоносности основных вредителей и болезней в разные фазы развития яровой
пшеницы Экада 70 (Казангуловское НП, 2010-2014)
Фаза развития растений
Вредные организмы
ЭПВ
Семена
Всходы, 3-й лист
Кущение
Кущение
Кущение
Выход в трубку
Выход в трубку-колошение
Молочная спелость
Семенная инфекция
Хлебная полосатая блошка
Злаковые мухи Корневые гнили Мучнистая роса, ржавчина Злаковая тля Септориоз Пшеничный трипс
10% пораженных семян фузариозом и гельминтоспориозом
300-400 жуков/м2 30-50 мух на 100 взмахов сачком 5-7% развития болезни 10-15% пораженных растений 10-15 экз/раст. 5-10% развития болезни 40-50 особей на колос
А.А.
