CC BY
336. Скатова С.Е., Васильев В.В., Тысленко А.М., Зуев Д.В. Новые кормовые сорта ярового тритикале для адаптивного земледелия России //Владимирский земледелец. 2016. № 2 (76). С. 18-20.
7. Коломейченко В.В. Растениеводство: учебник. П - М.: Агробизнесцентр, 2007. 600 с.
8. Лукин С.М., Марчук Е.В., Золкина Е.И., Климкина Ю.М. Продуктивность зернопропашного севооборота при длительном применении различных систем удобрения на дерново-подзолистой супесчаной почве //Агрохимия. 2018. № 2. С. 71-78.
References.
1. Aseeva T.A., Zenkina K.V. Environmental resistance of triticale to adverse environmental factors // South of Russia: ecology, development. 2020. Vol. 15. No. 1. pp. 49-59.
2. Sychev V.G., Loshakov V.G., Merzlaya G.E. Reproduction of soil fertility with grain-oriented agriculture in the Central region of the Non-Chernozem zone: scientific and practical. recommendations. M.: VNIIA, 2012.48 p.
3. Emtseva M.V. Use of Vrn genes to create forms of triticale with different vegetation periods (review) //Agricultural Biology. 2020. Vol. 55. No. 1. pp. 3-14.
4. Skatova S.E., Tyslenko A.M. Selection of spring triticale varieties aimed at yield stability as a factor of sustainable forage production // Leguminous and cereal crops. 2017. No. 2. pp. 106-110.
5. Bocharnikova O.G., Gorbunov V.N., Shevchenko V.E. Assessment of spring triticale varieties for productivity and grain quality // Vestnik of Voronezh State Agrarian University. 2017. No. 2 (53). pp.23-30.
6. Skatova S.E., Vasiliev V.V., Tyslenko A.M., Zuev D.V. New fodder varieties of spring triticale for adaptive agriculture in Russia.// Vladimir agricolist. 2016. No. 2 (76). pp. 18-20.
7. Kolomeichenko V.V. Plant growing: textbook. P - M.: Agribusinesscenter, 2007. 600p.
8. Lukin S.M., Marchuk E.V., Zolkina E.I., Klimkina Yu.M. Productivity of grain and row crop rotation with long-term use of various fertilization systems on soddy podzolic sandy loam soil //Agrochemistry. 2018. No. 2. pp.71-78.
EFFICIENCY OF VARIOUS FERTILIZING SYSTEMS TO CULTIVATE TRITIKALE AND BARLEY ON SODDY PODZOLIC SOIL
E.V. MARCHUK, E.I. ZOLKINA
Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center», ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogodsky rayon, Vladimir oblast, 601390, Russian Federation
Abstract. This research aims to assess the agrobiological impact of various fertilizer systems and weather conditions on the yielding capacity of triticale and barley. It was conducted in 2013, 2014 and 2018 within a long-term experience (experimental field of the Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat, Vladimir oblast) soddy weak low podzolic sandy gley soil. Depending on the weather conditions and fertilizers, the crop yield varied significantly over the years of research: triticale 4-28 dt/ha, barley 1-34 dt/ha. Mineral fertilizer system ensures 10-12 dt/ha more triticale, barley 12-13 dt/ha; organomineral system 9-11 and 11-14 dt/ha, organic 4-8 and 4-6 dt/ha, respectively. The relative increase in the yield of triticale when it comes to the mineral fertilization system was 85-101%, organomineral - 78-96%, organic
- 35-70%. For barley, the efficiency of the mineral and organomineral fertilization system was 40-60% higher. The largest expenses for 1 kg NPK fertilizer were for medium doses of mineral fertilizers N50P25K60: on triticale - 6.8 kg grain volume, on barley - 9.2 kg grain volume. Use coefficient (UC) of nutrients were at the same level for both crops and at average doses of application were: nitrogen - 57-59%, phosphorus
- 37-38%, potassium - 60-77%. For litter manure, the UC of nitrogen was 28-32% for triticale and 13-17% for barley, UC of phosphorus - 16%, potassium 24-29%. There was a higher level of crude protein content in triticale grain 10.8-12.3% and protein collection 123-283 kg/ha with a maximum in variants with an organomineral fertilization system: "Manure 5 t/ha + N25P12K30" and "Manure 10 t/ha + N50Р25К60".
Keywords: triticale, barley, mineral fertilizer, organic fertilizer, soddy podzolic soil, yielding capacity, hydrothermal conditions, use coefficient of nutrients.
Author details: E.V. Marchuk, senior research fellow; E.I. Zolkina, research fellow, (e-mail: [email protected]).
For citation: Marchuk E.V., Zolkina E.I. Efficiency of various fertilizing systems to cultivate triticale and barley on soddy podzolic soil // Vladimir agricolist. 2021. №4. pp. 20-26. DOI:10.24412/2225-2584-2021-4-20-26.
DOI:10.24412/2225-2584-2021-4-26-33 УДК 631.8:633.49:631.51
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КАРТОФЕЛЯ В ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ
ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
О.С. ЧЕРНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, (e-mail: ivan. [email protected])
Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная, д.3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация
Резюме. На серых лесных почвах Верхневолжья в длительном стационарном опыте изучено влияние систем севооборотов, удобрения, обработки почвы на урожайность клубней картофеля, оценено влияние на его величину содержания продуктивной влаги, запаса азота нитратов и аммония. Установлено, что водопотребление картофелем происходит в основном из слоя почвы 0 - 40 см; с распределением: 40 % - в 0-20 см слое, 60 % - в 20-40 см слое почвы. Озимая пшеница, следующая по пласту многолетних трав двух лет пользования, является отличным предшественником для картофеля. При норме азотного удобрения 120 кг/га под картофель отмечен высокий запас азота N-NO3 и N-NH в почве весь период вегетации. При
поздних сроках посадки картофеля наблюдается высокое содержание подвижных соединений азота в 0-40 см слое почвы в плодосменном севообороте перед посадкой культуры. При посадке по обороту пласта высокие значения запаса азота N-NO3 отмечаются в фазу цветения, запаса азота N-NH4 - весь период вегетации картофеля. Размещение картофеля в плодосменном севообороте четвёртой культурой, после внесения навоза на фоне высоких норм минеральных и органических удобрений, позволило получить следующий уровень урожайности: при норме внесения под культуру N90P60K60 - 198-248 ц/га, при норме N120P80K80 - 246,0261,0 ц/га клубней. Возделывание картофеля при минеральной системе удобрения в зернотравянопропашном севообороте при размещении его по обороту пласта многолетних трав двух лет пользования обеспечило уровень урожайности: при норме удобрения N90Р90К90 и N120P120K120, соответственно, 268,4-280,0 и 260,9-285,0 ц/га. Более низкие значения отмечены при противоэрозионной системе обработки почвы. При снижении применения органических удобрений предпочтительно выращивание картофеля в зернотравянопропашном севообороте, с уровнем применения минеральных удобрений не менее 90 кг/га каждого макроэлемента питания.
Ключевые слова: картофель, урожайность, предшественник, удобрения, обработка почвы, продуктивная влага, нитратный и аммонийный азот.
Для цитирования: Чернов О.С. Возделывание картофеля в полевых севооборотах Верхневолжья // Владимирский земледелец. 2021. №4. С. 26-33. DOI:10.24412/2225-2584-2021-4-26-33.
Картофель как ценная продовольственная и фуражная культура традиционно выращивался в Нечерноземье. Во Владимирской ГОСХОС в 80-х годах 20-го века занимаемая им площадь составляла более 200 га, а семеноводство картофеля являлось одним из направлений специализации Опытной станции. В условиях развитого животноводства в полевых севооборотах вносился навоз крупного рогатого скота, в основном в паровых полях, а под картофель - минеральные удобрения. В настоящее время в условиях сокращения животноводства применение органических удобрений в полеводстве резко снизилось, внесение на 1 га от 60 до 100 т/га подстилочного навоза под картофель, являющегося эффективным средством повышения урожайности культуры, становится проблемой [1,2]. В полевых опытах испытываются препараты на основе биогумуса, органоминеральные удобрения, внесение которых или обработка ими клубней действует положительно на повышение урожайности картофеля и его качество. Внесение их измеряется центнерами и даже килограммами на 1 га; однако в данном случае приход свежего органического вещества, углерода, в агроэкосистему весьма незначителен [2,3]. В современном земледелии значительная часть урожая формируется запасом ранее накопленных питательных веществ и мобилизации почвенного плодородия без достаточной компенсации выносимых с урожаем элементов питания, содержащихся в почве, в том числе аккумулированных из ранее внесённых удобрений. Оценка динамики изменения показателей плодородия земель указывают на необходимость переориентации в ополье от традиционных зональных систем земледелия на экологизированные, в которых значительная доля компенсации потерь плодородия должна происходить за счёт биологических природных факторов, в том числе возможностей самих возделываемых культур.
Для сельскохозяйственных экосистем характерно эффективное преобразование ресурсов в продукты. Функционирование этих систем основано на биологических процессах, которые управляются по усмотрению человека, что приводит к экспорту из системы значительного количества полученного продукта, углерода, в большей части связанного в углеводы.
Растительные остатки и органические удобрения -энергетически насыщенное, биологически полноценное, благоприятного физического состава органическое вещество. Поступление такого органического вещества в почву является важнейшим условием её жизни и соответственно включения в биологические превращения неорганических ресурсов почвы. Значение культурных растений в воспроизводстве плодородия почвы
определяется именно этой функцией органического вещества [4]. Поэтому в севооборот с картофелем необходимо вводить культуры с наиболее развитой корневой системой: многолетние травы, озимые зерновые, с условием заделки в почву всей побочной продукции культур севооборота.
Предлагается использовать сидерацию в качестве основного органического удобрения под картофель на лёгких по механическому составу почвах. При высоких урожаях люпина и горчицы возврат углерода в систему значителен [5]. Однако предлагаемая двухполка сидерат -картофель рекомендуется для выводных полей, скорее в ландшафтах, территориально приближенных к местам хранения картофеля.
Цель исследований - оценка влияния различных севооборотов, систем удобрения и обработки почвы на урожайность клубней картофеля, водно-физические и агрохимические свойства почвы.
Условия, материалы и методы. С целью изучения влияния систем обработки почвы, севооборотов, удобрения на урожайность клубней картофеля проводились исследования в многолетнем комплексном стационарном эксперименте. Полевой опыт заложен в 1996 году на серых лесных почвах Владимирского ополья.
Почва опытного участка имела следующую агрохимическую характеристику: содержание гумуса варьировало от 1,98 до 3,85 %; рНкс1 - 5,2 - 5,6; Нг - 2,27 - 3,95 мг - экв / 100 г; сумма поглощенных оснований составляла 17,85 - 23,96 мг - экв / 100 г почвы. Содержание подвижных форм фосфора (по Кирсанову) - 86 - 176 мг/кг и калия (по Масловой) - 163 - 375 мг/кг почвы, что соответствует повышенному и высокому классам обеспеченности.
Исследования проводились в 2015, 2020 гг. на картофеле в зернотравянопропашном и плодосменном севооборотах соответственно с минеральной и органоминеральной системой удобрения, на двух фонах интенсивности их применения (табл. 1).
Изучались четыре системы основной обработки почвы: ежегодная отвальная вспашка на глубину 20-22 см под все культуры севооборотов (О); комбинированно -энергосберегающая система, заключающаяся в сочетании запашки пласта многолетних трав и клевера отвальным плугом на глубину 20-22 см с плоскорезной обработкой почвы на 10-12 см в других полях (К - Э); комбинированно -ярусная система обработки почвы - сочетание запашки пласта многолетних трав и клевера двухъярусным плугом на глубину 25-27 см с отвальной вспашкой на глубину 20-22 см через поле севооборота и с плоскорезной обработкой почвы на 10-12 см в других полях севооборотов (К-Я); противоэрозионная система обработки почвы, заключающаяся в сочетании запашки пласта многолетних трав и клевера отвальным плугом на глубину 20-22 см с плоскорезной обработкой почвы на 25-27 см в других полях севооборотов (П). В плодосменном севообороте перед посадкой картофеля производится весновспашка на глубину 23-25 см.
1. Схема размещения культур и нормы удобрения в севооборотах
Повторность опыта 4-х кратная. Площадь делянки 140 м2, учётная - 44,8 м2.
Влагообеспеченность периодов активной вегетации 2015 и 2020 гг. была близкой, ГТК (по Селянинову) был несколько ниже средних многолетних: в 2015 г. - 1,34, в 2020 г. - 1,32. Май, июнь и август 2015 года были теплее обычного, на фоне достаточного выпадения осадков, в мае - на 20 мм больше нормы; в третьей декаде июня выпало 1,5 месячной нормы в сравнении со средними многолетними показателями. Июль и август были суше обычного, но с равномерным выпадением осадков в течение шести декад. В мае 2020 года погодные условия характеризовались как типичные для региона. Температура выше средних многолетних данных на 1оС наблюдалась, начиная с июня месяца, весь июль и август. Осадки выпадали неравномерно, значительное их количество пришлось на июль (1,5 месячной нормы) при недостаточном количестве в июне и августе. По причине повышенных температур воздуха, влагообоспеченность периода активной вегетации характеризовалась как более засушливая, хотя осадков за период май-август выпало лишь
2. Влияние систем основной обработки почвы на изменение содержания продуктивной влаги под картофелем, (мм) в плодосменном севообороте, 2015 г.
Система обработки почвы при норме удобрения N P K 120 80 80 Слой почвы, см Перед посадкой Цветение Перед уборкой
Ежегодная отвальная вспашка (О) 0-20 29,2 31,6 24,0
0-40 68,6 73,0 53,2
Комбинированно - энергосберегающая (К-Э) 0-20 20,8 28,0 27,2
0-40 55,6 64,4 61,2
Комбинированно - ярусная (К-Я) 0-20 24,6 35,0 27,4
0-40 65,2 71,4 61,0
Противоэрози-онная (П) 0-20 22,8 33,6 26,6
0-40 58,8 71,0 57,4
Примечание. Атмосферные осадки в период посев -уборка составили 203,7мм.
на 10 мм меньше в сравнении со средними многолетними показателями.
Результаты и обсуждение. Плодородие почвы зависит не только от наличия в ней необходимых для растений питательных веществ. Снабжение растений водой не менее важно для формирования урожая, чем снабжение элементами питания. В этой связи водный (и, соответственно, воздушный) режим почвы, который зависит не только от количества выпадающих осадков, но и от физических свойств почвы, имеет определяющее значение для плодородия почвы. Изучение водно-физических свойств почвы в плодосменном севообороте проводилось по различным системам обработки почвы в слое 0-40 см. По данным доктора сельскохозяйственных наук И.Г. Мельцаева, в указанном слое почвы расположено 87-88 % всей массы корневой системы картофеля [1]. Нашими исследованиями установлено, что запас влаги в варианте с ежегодной отвальной вспашкой составил перед посадкой картофеля в слое почвы 0-20 см - 29,2 мм, в слое 0-40 см - 68,6 мм продуктивной влаги (табл. 2).
Несмотря на то, что перед посадкой картофеля производилась перепашка почвы на глубину 23-25 см, в вариантах с другими изучаемыми системами обработки почвы запас продуктивной влаги отмечен более низкими значениями и составил, соответственно, по слоям почвы 20,8-24,6 мм и 55,6-65,2 мм. Значительные осадки в фазу полных всходов картофеля (вторая декада июня), при малом её потреблении культурой, обеспечили к фазе цветения в вариантах опыта запас продуктивной влаги в слое 0-20 см - 28,0-35,0 мм и в слое почвы 0-40 см - 64,4-73,0 мм. Показатели запаса влаги в системах
Год Севообороты
зернотравяно-пропашной плодосменный
фоны удобрения 1 и 2
1 2 1 2
2014* Картофель Яровая пшеница
Норма удобрения N90 P90 K90 N120 P120K120 N60 P40 K40 N90 P60 K60
2015 Яровая пшеница Картофель
Норма удобрения N60 P60 K60 N90 P90 K90 N90 P60 K60 N120 P80 K80
2016 Ячмень + мн.травы Ячмень+ клевер
Норма удобрения N45 P45 K45 N45 P45 K45 N30 P30 K30 N45 P45 K45
2017 Мн. травы 1 г.п. Клевер 1 г.п.
Норма удобрения - - - -
2018 Мн. травы 2 г.п. Однолетние травы
Норма удобрения N60 N60 - -
2019 Озимая пшеница Озимая пшеница
Норма удобрения N60 P60 K60 N90 P90 K90 N60 P60 K60 + Навоз 60 т N110 P80 K80 + Навоз 80 т
2020 Картофель Горох
Норма удобрения N90 P90 K90 N120 P120K120 N40 P30 K30 N40 P50 K70
Примечание. * показана предшествующая картофелю культура.
3. Изменение содержания продуктивной влаги (мм) под картофелем в зернотравянопропашном севообороте по
обработки почвы с ежегодной отвальной вспашкой и комбинированно - ярусной системой обработки при посадке картофеля и в фазу цветения имели близкие значения. Определение запаса влаги перед уборкой картофеля показало, что его показатели снизились и составили 24,027,4 мм в слое 0-20 см, 53,2-61,2 мм в слое в 0-40 см и имели сравнимые значения с показателями, установленными при посадке картофеля.
И так, можно признать эффективной в севообороте с картофелем применение любой из изучаемых систем обработки почвы, при условии перепашки весной поля под посадку картофеля.
В связи с вышесказанным, изучение содержания влаги под картофелем в 2020 году в зернотравянопропашном севообороте проводилось в варианте с ежегодной отвальной вспашкой. Исследованиями установлено, что запас влаги ко времени посадки картофеля составил 37,0 мм в 0-20 см слое, 81,6 мм - в слое 0-40 см и 192,0 мм продуктивной влаги - в слое почвы 0-100 см (табл. 3).
Существенное снижение запаса продуктивной влаги к фазе цветения - до 18,4 мм в слое 0-20 см и до 47,0 мм в слое почвы 0-40 см указывает на значительный ее расход культурой в межфазный период посадка -цветение. В частности, это может происходить по причине недостаточного развития вегетативной массы ботвы, вследствие чего почва может излишне перегреваться, а влага непродуктивно расходоваться на испарение.
Значительное выпадение осадков в середине июля (по окончании фазы цветения картофеля) позволило обеспечить растения влагой в течение всего периода формирования клубней. Запас продуктивной влаги ко времени уборки картофеля составил 33,4 мм в слое 0-20 см, в слое 0-40 см - 70,0 мм и в 0-100 см слое почвы - 175,8 мм.
Анализируя изменение запаса влаги в метровом слое почвы, можно заключить, что водопотребление картофелем происходит в основном из слоя почвы 0 - 40 см. Содержание продуктивной влаги в слое почвы 60-100 см весь период вегетации культуры оставалось на одном уровне - 110,4 мм перед посадкой и 105,8 мм продуктивной влаги перед уборкой клубней культуры.
Таким образом, исследования показали, что в посадках картофеля влага в слое почвы 0-40 см распределяется следующим образом: 40 % - в слое 0-20 см, 60 % - в слое 20-40 см. Верхний слой подвержен атмосферным
воздействиям, и следует регулировать сохранение влаги в нижнем 20-40 см слое почвы. Так, при недостатке осадков в фазу цветения, на фоне общего снижения запасов влаги и умеренной степени засорённости посадок картофеля, следует отказаться от одной междурядной обработки, во избежание излишнего иссушения почвы в зоне размещения основной массы корневой системы культуры.
Урожайность картофеля в значительной степени определяется наличием и доступностью элементов питания в почве на протяжении всего периода активной вегетации. Наибольшим изменениям, связанным с физическим состоянием почвы, подвержены запасы усвояемых форм азота, основным источником которого является органическое вещество почвы, вносимые удобрения, в том числе органические, азотфиксация микробиоценозом почвы.
Любой приём обработки почвы вызывает перемещение минерального азота по профилю. Однако наибольшее значение имеет перемещение минеральных соединений азота с водой, как при выпадении осадков, так и при испарении влаги. Концентрация нитратного азота зависит от количества осадков, влагоёмкости и степени увлажнения почвы. Чем выше влагоёмкость почвы, тем меньше теряется нитратов.
На содержание минерального азота в почве сильное влияние оказывают высшие растения, которые его потребляют. Важным моментом как корневого, так и воздушного питания картофеля, является морфология листа. При существенных осадках ионы питательных веществ легко вымываются из его листовой пластинки.
С точки зрения динамики питательных веществ в агроэкосистеме, почву можно рассматривать как основное хранилище их запасов. Одной из форм резерва питательных элементов, которая защищает минеральные почвы от эрозии, является смесь свежего органического вещества со стабилизированным органическим веществом почвы. В агроэкосистеме существуют сложные взаимодействия между корнями, микроорганизмами и животными. Взаимодействия в почвенной фауне имеют существенное значение при регулировании скорости разложения растительных остатков. Попавшие в почву растительные остатки сначала распадаются до основных составляющих их органических компонентов под действием внеклеточных ферментов, выделяемых гетеротрофными микроорганизмами. Это по большей части бактерии, актиномицеты и грибы, однако в процессе распада участвует также микро - мезо - и макрофауна. Метаболическая активность бактерий и грибов обуславливает конечную минерализацию значительной части органических веществ до СО2.
Микробиологическая активность включает сложную совокупность биохимических процессов распада углеводов, жиров, белков. Поскольку все организмы, в той или иной степени, следуют правилу Вант - Гоффа, они изменяют активность своих процессов приблизительно в 2-2,5 раза при повышении или понижении температуры на 10 0С (Ц10).
ежегодной отвальной обработке почвы, 2020 г.
Фон удобрения Слой почвы, см Перед посадкой Цветение Перед уборкой
N P K 120 120 120 0-20 37,0 18,4 33,4
0-40 81,6 47,0 70,0
0-100 192,0 - 175,8
Примечание. Атмосферные осадки в период посев -уборка составили 249,2 мм.
4. Влияние удобрения и предшественников на изменение запасов подвижных форм азота в посадках картофеля, кг/га
На ранней стадии, особенно в тех случаях, когда разлагается материал с высоким отношением СД любой экзогенный азот, например аммоний или нитраты почвы, будет переноситься грибными гифами в разлагающийся материал или связываться телами микроорганизмов до достижения равновесия. При сохранении метаболической активности следует минерализация -образование неорганических питательных веществ путём разложения органических соединений. Чистое накопление аммония или нитратов обеспечивается катаболическими процессами окисления или восстановления, включая различные газообразные потери азота, происходящие при неполном окислении или восстановлении и часто усиливающиеся при высоком содержании в почве органического вещества и воды [6].
Размещение картофеля в плодосменном севообороте четвёртой культурой после внесения навоза, поздние сроки посадки, наличие влаги в почве определили высокий запас подвижных форм азота перед посадкой культуры (табл. 4). Почва при сроках посадки 3 июня паровала в течение четырёх декад в сочетании с весновспашкой на глубину 25-27 см, что способствовало продуцированию подвижных форм минерального азота микробиоценозом почвы. Перед посадкой картофеля в плодосменном севообороте запас азота нитратов составил: 67,1-86,5 кг в 0-20 см слое, в слое почвы 20-40 см - 40,5-56,5 кг/га. Более высокие показатели относятся к фону удобрения, в котором вносилось 80 т/га навоза, или 13,3 т на 1 га севооборотной площади.
Значительное снижение запаса азота нитратов к фазе цветения картофеля, несмотря на внесение азотных удобрений в дозе 90 и 120 кг/га перед посадкой, составило:
в 0-20 см слое - 14,7-47,5 кг и в слое почвы 20-40 см -19,9-57,2 кг/га. Самые низкие показатели запаса азота нитратов отмечены в варианте при норме удобрения 90 кг/га азота. При норме 120 кг/га показатели запаса на 30 кг/га выше, то есть сопоставимы с различиями в норме внесения удобрения. Увеличение показателя запаса азота нитратов с глубиной косвенно указывает на наличие промывного режима увлажнения перед наступлением фазы цветения картофеля.
Перед уборкой клубней картофеля запас азота нитратов снизился до 15,0-32,9 кг в слое 0-20 см и 23,2-28,7 кг в слое почвы 20-40 см, более высокие показатели наблюдались при дозе удобрения 120 кг/га азота.
Высокими значениями перед посадкой отмечен запас азота аммонийной формы: в слое 0-20 см - 67,1-77,9 кг/га и в слое почвы 20-40 см - 50,6-64,8 кг/га, причём размер запаса слабо зависел от фона удобрения. Значительное снижение запаса азота аммония к фазе цветения картофеля, несмотря на внесение азотных удобрений в дозе 90 и 120 кг/га, составило 34,5-34,7 и 26,2-34,5 кг/га соответственно слоям почвы. Запас азота аммония не зависел ни от нормы удобрения, ни от глубины определения. Резкое его снижение можно связать с обменным поглощением отрицательно заряженными коллоидами, и этот процесс замедляет передвижение его по профилю почвы; а также с питанием этой формой минерального азота при недостатке нитратной формы. Величина запаса азота аммония слабо зависела от дозы удобрения и от фазы развития картофеля. К уборке она несколько снизилась при норме удобрения 90 кг, но при норме удобрения 120 кг/га наблюдалось некоторое увеличение его запасов.
Посадка картофеля в зернотравянопропашном севообороте с минеральной системой удобрения проводилась по обороту пласта многолетних трав двух лет пользования и в более ранние сроки в сравнении с плодосменным севооборотом. Запас азота нитратов перед посадкой картофеля в 2020 году слабо зависел от фона удобрения и составил: в 0-20 см слое - 33,9-40,7 кг и в слое почвы 20-40 см - 26,9-38,9 кг/га, питательный элемент распределялся равномерно по профилю почвы 0-40 см. Видимо, трансформация органического вещества пласта многолетних трав весной протекала медленно, учитывая то, что в немолодых остатках растений клевера и тимофеевки содержится меньше азота и зольных элементов, а больше целлюлозы. К фазе цветения культуры запас азота нитратов значительно увеличился и составил в слое 0-20 см 51,589,1 кг и в слое почвы 20-40 см - 69,8-88,6 кг/га. Более высокие показатели наблюдались при дозе удобрения 120 кг/га азота. Как и при посадке картофеля, азот нитратов распределялся равномерно по профилю почвы 0-40 см. Это можно связать с внесением минеральных удобрений при посеве, при слабой корневой системе картофеля в первые этапы развития, когда культура не потребляет азота в больших количествах. Перед уборкой клубней картофеля отмечен низкий запас азота нитратов: в слое 0-20 см - 13,519,5 кг и в слое почвы 20-40 см - 12,0-20,9 кг/га, что можно
Доза удобрения под культуру, кг д.в./га N-N0, N-N4 4
посадка цветение перед уборкой посадка цветение перед уборкой
Плодосменный севооборот, органоминеральная система удобрения, 2015г.
^еоКо 67,1 14,7 15,0 77,9 34,7 32,2
40,5 19,9 23,2 50,6 34,5 25,0
N Р К 120 80 80 86,5 47,5 32,9 67,1 34,5 42,0
56,5 57,2 28,7 64,8 26,2 39,8
Зернотравянопропашной севооборот, минеральная система удобрения, 2020 г.
^0Р90К90 33,9 51,5 19,5 37,7 34,2 41,0
26,9 69,8 20,9 44,7 30,2 44,2
N Р К 120 120 120 40,7 89,1 13,5 53,1 50,0 30,9
38,9 88,6 12,0 37,7 47,9 29,4
Примечание. Верхняя строка - показатели в слое почвы 0-20 см, нижняя - в слое почвы 20-40 см.
5. Урожайность клубней картофеля в зависимости от систем удобрения, севооборотов, обработки почвы, ц/га
Севооборот Удобрения под культуру, на 1 га севооборотной площади Обработка почвы
0-20 К-Э К-Я П Среднее
Плодосменный севооборот, 2015 г.
Картофель - ячмень + клевер - клевер 1 г.п. - однолетние травы - озимая пшеница - горох - яровая пшеница ^РЛ' (^-^РАо + **МУ - 1^7Р3671<36 7) 198,0 248,0 232,0 213,0 222,8
N120P80K80' (Н^66Р34<80 + МУ - 1\,5Р5,5<55,) 255,0 261,0 261,0 246,0 255,8
Среднее 226,5 254,5 246,5 229,5 -
НСР05 удобрение = 45,1 ц/га; НСР 05 обработки = 49,9 ц/га
Зернотравянопропашной севооборот, 2020 г.
Мн. травы 1 г. п. - мн. травы 2 г. п. -озимая пшеница - картофель - яровая пшеница - ячмень + мн. травы (МУ - ^^Л^ 280,0 271,2 275,3 268,4 273,7
N Р < , 120 120 120' (МУ - ^^^ 274,0 282,1 285,0 260,9 275,5
Среднее 277,0 276,6 282,2 264,6 -
НСР05 удобрение= 15,5 ц/га; НСР05 обработки= 20,3 ц/га
Примечание. *Н - поступило с навозом, **МУ- с минеральными удобрениями.
объяснить большим потреблением азота совместно с калием в период клубнеобразования и ингибированием микробиологической активности большими дозами удобрения.
Показатели запаса азота аммонийной формы перед посадкой картофеля на обоих фонах удобрения составляли 37,7-53,1 кг в слое почвы 0-20 см, в слое 20-40 см - 37,744,7 кг/га; к фазе цветения, соответственно, - 34,2-50,0 кг и 30,2-47,9 кг/га и перед уборкой в слое 0-20 см - 30,951,0 кг, в слое 20-40 см - 29,4-44,2 кг/га. Важно, что на фоне при норме внесения 90 кг/га азота минеральных удобрений отмечены более низкие из указанных показателей от посадки картофеля и до фазы цветения, ко времени уборки клубней показатели запаса азота аммония даже возрастают. На фоне при норме внесения 120 кг/га азота относительно более высокие показатели отслеживаются от времени посадки культуры до фазы цветения; перед уборкой картофеля их запас в почве значительно снижался.
Указанные различия в запасах азота аммония в почве можно связать с высокой нормой минерального удобрения в 120 кг/га азота, что могло повлиять на удлинение периода поглощения азота картофелем.
Урожайность, её величина, наиболее значимый результат и итог достигнутого уровня интенсивности ведения сельскохозяйственного производства, при условии соблюдения экологической безопасности применения удобрений, пестицидов, технологии обработки почвы и создания оптимального уровня её плодородия.
Исследованиями установлено, что изучаемые антропогенные факторы и их сочетания оказали избирательное влияние на величину урожайности клубней картофеля (табл. 5).
Картофель в плодосменном севообороте в создавшихся условиях увлажнения и питания сформировал урожайность
клубней по вариантам опыта в размере 198 - 261 ц/га. Достоверная прибавка урожайности от увеличения нормы удобрения получена в варианте с ежегодной отвальной вспашкой (О) - 57 ц/га. При применении отвальной вспашки создаётся окультуренный слой почвы на глубину обработки до 22 см. Увеличение на фоне такой обработки почвы нормы азотного удобрения часто даёт положительную реакцию возрастанием урожайности у чувствительных к условиям питания культур, например, у картофеля, яровой пшеницы.
Достоверное увеличение урожайности на 50 ц/га при применении комбинированно - энергосберегающей системы обработки (К-Э) в сравнении с ежегодной отвальной вспашкой (О) можно связать с весенней перепашкой поля перед посадкой картофеля. В течение четырёх лет зольные элементы питания и лабильные формы органического вещества концентрировались в верхнем 0-10 см слое почвы, которые при глубокой вспашке равномерно распределились по 0-25 см слою почвы, что могло создать лучшие условия питания для растений картофеля.
Размещение картофеля в зернотравянопропашном севообороте по обороту пласта многолетних трав двух лет пользования, в сочетании с применением высоких норм минеральных удобрений, оказалось определяющим в обеспечении урожайности культуры.
Внесение минерального удобрения перед посадкой картофеля в норме Ш0Р90<90 и Ш20Р120<120 в сочетании с применением ежегодной отвальной вспашки обеспечило уровень урожайности картофеля 274-280,0 ц/га. На комбинированных обработках почвы в севообороте (К-Э и К-Я) с использованием мелкой безотвальной обработки под картофель был получен тот же уровень урожайности - 271,2-285,0 ц/га клубней картофеля.
Существенное снижение урожайности отмечено при применении ежегодной глубокой безотвальной обработки почвы (П) на фоне внесения удобрения Ш20Р120К120 - 260,9 ц/га. При применении на этом фоне комбинированных обработок почвы (К-Э и К-Я) урожайность составила 282,1-285,0 ц/га. При ежегодном глубоком рыхлении в слое почвы создаётся крупноглыбистое сложение, которое может оказывать негативное влияние на условия питания картофеля, формирование гребня и междурядные обработки [7]. К тому же вносимое основное удобрение локализовано в верхнем слое почвы, и при посадке культуры размещается неравномерно, что негативно влияет на условия питания картофеля.
Таким образом, посадка картофеля после озимой пшеницы по обороту пласта многолетних трав двух лет пользования в зернотравянопропашном севообороте в сочетании с минеральной системой удобрения при различных системах обработки почвы позволяет получить урожайность клубней картофеля 271,2 - 285,0 ц/га. Глубокое безотвальное рыхление как приём основной обработки почвы нерационально применять в качестве зяблевой обработки почвы под картофель, особенно неоднократно за ротацию севооборота.
Несмотря на то, что в плодосменном севообороте на 1 га севооборотной площади вносилось большее количество питательных веществ, применение основного удобрения в дозе Р60К60 следует считать недостаточным для обеспечения питания культуры, несмотря на то, что с навозом на 1 га севооборотной площади вносилось Р26К60 кг каждого элемента за четыре года до посадки картофеля. Для более эффективного использования питательных веществ из навоза рационально в плодосменном севообороте вносить органические удобрения непосредственно под картофель [1,2].
Выводы.
1. Можно признать эффективной в севообороте с картофелем применение любой из изучаемых систем обработки почвы, при условии перепашки поля весной под посадку картофеля.
2. Озимую пшеницу, следующую по пластумноголетних трав двух лет пользования, следует признать отличным предшественником для картофеля.
3. В плодосменном севообороте при значительном поступлении макроэлементов питания с навозом и минеральными удобрениями следует увеличить норму удобрения зольных элементов питания с 60-80 кг/га до 90-120 кг/га, без расчёта на последействие внесения навоза. Для повышения эффективности использования элементов питания из навоза, его рационально вносить под пропашную культуру севооборота.
4. Величина запаса азотаN-NO3и N-NH4 под картофелем зависит от сроков посадки, предшественника, системы удобрения, обработки почвы перед посадкой культуры. Во избежание потерь азота N-NO3 из верхнего слоя почвы в результате длительных осадков рационально норму азотных удобрений под картофель вносить дробно: половину при посадке, половину - культиватором -растениепитателем в межфазный период всходы-цветение.
5. Урожайность клубней картофеля зависела от места культуры в севообороте, системы удобрения, меньше - от системы обработки почвы. Внесение навоза под предшествующие культуры оказало слабое влияние на величину урожайности картофеля в плодосменном севообороте. Рационально выращивать картофель в зернотравянопропашном севообороте, при уровне применения минеральных удобрений не менее 90 кг/га каждого макроэлемента питания.
Литература.
1. Мельцаев И.Г. Влияние технологий заделки органических удобрений на урожайность и качество клубней картофеля // Владимирский земледелец. 2017. №2. С. 27-29.
2. Ермакова Л.И. Продуктивность картофеля в полевом севообороте при использовании различных систем удобрения// Владимирский земледелец. 2018. №1. С. 24-26.
3. Любимская И.Г., Кузнецов С.С. Влияние различных доз органо - минерального удобрения на урожайность семенного картофеля//Владимирский земледелец. 2018. №3. С. 15-19.
4. Лыков А.М. Гумус и плодородие почвы. М.: Московский рабочий, 1985.192 с.
5. Тамонов А.М. Сидеральный пар под картофель//Владимирский земледелец. 2016. №2. С. 27-29.
6. Коулман Д.К., Коул К.В., Эллиотт Э.Т. Распад и круговорот органического вещества и динамика питательных веществ в агроэкосистемах. //Сельскохозяйственные экосистемы. /под ред. Л.О. Карпачевского. М.: Агропромиздат, 1987. С. 12-18.
7. Чернов О.С. Влияние систем обработки на агрофизические показатели серой лесной почвы и урожайность культур// Владимирский земледелец. 2020. №1. С. 12-17.
References.
1. Meltsaev I.G. Impact of organic fertilizer application on the yield and quality of potato tubers //Vladimir agricolist. 2017. No. 2. pp. 27-29.
2. Ermakova L.I. Productivity of potatoes in field crop rotation using various fertilization systems // Vladimir agricolist. 2018. No. 1. pp. 24-26.
3. Lyubimskaya I.G., Kuznetsov S.S. Influence of different doses of organic and mineral fertilizers on the yield of seed potatoes // Vladimir agricolist. 2018. No. 3. pp. 15-19.
4. Lykov A.M. Humus and soil fertility. Moscow: Moskovsky rabochy, 1985.192 p.
5. Tamonov A.M. Green fallow as a basis for potatoes // Vladimir agricolist. 2016. No. 2. pp. 27-29.
6. Coleman D.K., Cole K.V., Elliott E.T. Decomposition and circulation of organic matter and dynamics of nutrients in agroecosystems. Agricultural ecosystems/Edited by L.O. Karpachevsky. M.: Agropromizdat, 1987. pp. 12-18.
7. Chernov O.S. Impact of tillage on agrophysical properties of gray forest soil and crop yield //Vladimir agricolist. 2020. No. 1. pp. 12-17.
CULTIVATION OF POTATOES IN CROP ROTATIONS OF THE UPPER VOLGA REGION
O.S. CHERNOV
Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalsky rayon, Vladimir Oblast, 601260, Russian Federation
Abstract. In terms of gray forest soils of the Upper Volga region and a long-term stationary experiment, this article presents the impact of crop rotations, fertilizers, tillage on potatoes yield, influence on the content of productive moisture, nitrogen supply of nitrates and ammonium. Potatoes consume water mostly from the soil layer 0 - 40 cm; with distribution: 40% - in the 0-20 cm layer, 60% - in the 20-40 cm soil layer. Winter wheat after two years of perennial grasses, is an excellent forecrop for potatoes. At a nitrogen fertilization rate of 120 kg/ha for potatoes, a high supply of nitrogen N-NO3 and N-NH4 was noted in the soil throughout the growing season. With the late planting of potatoes, there is a high content of mobile nitrogen compounds in the 0-40 cm soil layer in the rotation before planting the crop. Planting with soil overturning, there are high values of the nitrogen N-NO3 over the flowering phase, nitrogen N-NH4 during the entire growing season of potatoes. The presence of potatoes in the rotation as the fourth crop after manure and high rates of mineral and organic fertilizers made it possible to gather the yield: when applied N90P60K60 - 198-248 dt/ha, N120P80K80 - 246.0-261.0 dt/ha tubers. Cultivation of potatoes with a mineral fertilization system in a grain-grass-row rotation after two years of perennial grasses, provide a yield output: use of N90P90K90 and N120P120K120, results in 268.4-280.0 and 260.9-285.0 dt/ha respectively. The anti-erosion soil cultivation system shows lower values. With a decrease in organic fertilizers, it is preferable to grow potatoes in a grain-grass-row crop rotation, applying the mineral fertilizers of at least 90 kg/ha each macronutrient.
Keywords: potatoes, yielding capacity, forecrop, fertilizer, tillage, productive moisture, nitrate and ammonium nitrogen.
Author details: O.S. Chernov, Candidate of Sciences (agriculture), leading research fellow (e-mail: [email protected]).
For citation: Chernov O.S. Cultivation of potatoes in crop rotations of the Upper Volga region // Vladimir agricolist. 2021. №4. pp. 26-33. D0I:10.24412/2225-2584-2021-4-26-33.
D0I:10.24412/2225-2584-2021-4-33-36 УДК 633.11:631.55:581.19
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ АДАПТИВНОЙ СПОСОБНОСТИ ГЕНОТИПОВ В СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
НА ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ
А.А. АНДРЕЕВ, заведующий отделом селекции зерновых культур, (е-mail: [email protected])
М.К. ДРАЧЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, (е-mail:drasheva_m@ mail.ru)
И.А. КУТЕПОВА, младший научный сотрудник
Тамбовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал «Федерального Научного центра им. И.В. Мичурина»
ул. Зеленая, д. 10., пос. Жемчужный, Ржаксинский р-он, Тамбовская обл., 393502, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили в коллекционном питомнике отдела селекции зерновых культур Тамбовского НИИСХ - филиала ФГБНУ «ФНЦ им. И.В.Мичурина», расположенного в северо-восточной части ЦентральноЧерноземного региона, в течение 2016 -2020 гг. Материалом исследований служили 38 сортов озимой пшеницы разного эколого-географического происхождения. Целью исследований являлась оценка адаптивного потенциала сортов и выявление положительных и отрицательных свойств сортов озимой пшеницы в условиях северо-восточной части ЦЧР для использования их в селекционном процессе. Из совокупности представленных в коллекционном питомнике сортов озимой пшеницы, по доверительному интервалу отобрано 15 высокоурожайных сортов: Лидия (Россия), Бирюза (Россия), Донская Лира (Россия), Августа (Россия), Жемчужина Поволжья (Россия), Богданка (Россия), Сила (Россия), Zumoiarka (Украина), Колос Мироновский (Украина), Подолянка (Украина), Ариадна (Беларусь), Bunchuk (Украина), Диканька (Украина), Мироновская 67 (Украина), Веста (Украина). В среднем за пять лет испытания урожайность этих сортов озимой пшеницы
изменялась в пределах от 50,2 до 56,6 ц/г. Наилучшие показатели по урожайности отмечены у следующих сортов: Бирюза (Россия) - 54,8 и/га, Ариадна (Беларусь) - 56,6 ц/га, Колос Мироновский (Украина) - 55,9 ц/га, Подолянка (Украина) - 55,3 ц/га. На основании математических расчетов дана характеристика сортов по адаптивным признакам. Это стабильность, устойчивость к стрессу, генетическая гибкость, селекционная ценность и др. Полученные результаты позволяют эффективно использовать данные сорта в селекционном процессе при различных методах комбинационных скрещиваний для получения гибридов с нужными характеристиками.
Ключевые слова: селекция, озимая пшеница, урожайность, сорта, генотип, адаптивный потенциал, генетическая гибкость.
Для цитирования: Андреев А.А., Драчева М.К., Кутепова И.А. Использование методов оценки адаптивной способности генотипов в селекции озимой пшеницы на повышение урожайности //Владимирский земледелец. 2021. № 4. С. 33-36. DOI:10.24412/2225-2584-2021-4-33-36.
Озимая пшеница является основной продовольственной культурой России. По урожайности она выгодно отличается от других зерновых культур - ржи, яровой пшеницы, овса, ячменя, превосходя их по урожайности на 5-10 ц/га и более [1]. Она питательная, калорийная, в зерне содержит много белка и других ценных веществ, необходимых для питания человека. Так же озимая пшеница представляет большую кормовую ценность, особенно ее отруби. Пшеничные отруби - высококонцентрированный корм для всех видов животных. Содержание переваримого протеина в отрубях в 1,5 раза выше, чем в зерне ячменя
