CC BY
32
кий (обработка экспериментальных данных с помощью программы «Statistica 12.0»). В научно-исследовательской работе приводятся погодные условия по данным Оренбургского Гидрометцентра, полевого дождемера, определяется влажность почвы и урожайность зерна ярового ячменя по общепринятым методикам. Результаты и выводы. Во влажные годы (ГТК = 0,82-1,11) наблюдается повышение урожайности зерна ярового ячменя в бессменном посеве (шестой вариант эксперимента) и на фоне питания с удобрениями составляет 3,26 т и без их применения - 2,41 т/га. В засушливые годы (ГТК = 0,28-0,57) отмечается снижение выхода зерна в двупольном севообороте (пятый вариант опыта) и на фонах питания составляет 0,27 т/га. В результате внесения минеральных удобрений под посев ярового ячменя происходит рост массы зерна и составляет наилучшая прибавка во влажные годы от 0,03 до 0,85 т/га и в засушливые (наихудшая) -0,01-0,25 т/га. Максимальное содержание почвенной влажности в слое 0-100 см наблюдается в вариантах опыта (I, II, V) и составляет весной - 143,8; 135,0; 139,8 мм и осенью - 41,5; 44,0 и 39,6 мм. В среднем за годы исследования выявлена зависимость повышения урожайности зерна ярового ячменя до 1,43 и 1,42 т/га после предшественников (проса и гороха) в шестипольных севооборотах от весенних запасов продуктивной влаги на удобренном фоне питания и доля влияния составляет 90,45 и 91,83 %. Наибольший сбор зерна посевов ярового ячменя происходит за счёт его биологических особенностей (скороспелость, холодостойкость, засухоустойчивость) и оптимальных весенних запасов влаги от 135,0 до 153,0 мм в метровом слое почвы. Статистический анализ данных результатов по остальным посевам показывает, что сложившиеся погодные условия и влажность почвы не оказывают особого влияния на повышение урожайности зерна ярового ячменя.
Ключевые слова: возделывание ячменя, абиотические факторы, гидротермические условия возделывания ячменя, урожайность зерна ярового ячменя.
Цитирование. Митрофанов Д. В., Ткачёва Т. А. Воздействие агрометеорологических условий, минеральных удобрений, предшественников и влажности почвы на урожайность зерна ярового ячменя в степной зоне Южного Урала. Известия НВ АУК. 2021. 4(64) 84-97. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-04-09.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Введение. Агрометеорологические условия репродуктивного периода могут оказывать существенное влияние на урожайность ячменя. При этом если его биологические возможности (скороспелость, засухоустойчивость) способствуют преодолению неблагоприятных климатических условий, то этот момент может существенно сказаться на урожайности.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Изучением влияния погодных условий на урожайность ячменя, возделываемого в севооборотах на территории Южного Урала, занимаются такие исследователи, как П. А. Постников [6], А. Г. Крючков и В. Е. Тихонов. Во многих научно-исследовательских работах установлено, что урожайность ячменя зависит от ежемесячной нормы выпавших осадков и атмосферной температуры в течение вегетационного периода и является основным абиотическим фактором изучаемых территорий [3, 4, 7, 11]. В результате анализа урожайности ячменя в севооборотах следует учитывать агрометеорологические условия данной территории параллельно с почвенным плодородием (И. Н. Бесалиев, 2005 и др.).
В засушливых условиях Оренбургской области влага является решающим фактором для формирования урожайности ячменя. Поэтому чем быстрее реакция культуры, направленная на более полное использование скудных ресурсов влаги, тем больше у него шансов выжить и обеспечить более высокую урожайность. Влажность почвы является ещё одним основным фактором, влияющим на урожай.
По мнению некоторых зарубежных авторов [12, 13], из лимитирующих факторов на урожайность ячменя наибольшее влияние оказывает влажность почвы. В отличие от продуктивной влаги по убыванию воздействия на урожай культуры (ячмень) располагаются минеральные удобрения и предшественники севооборотов [1, 8, 10]. По мнению многих учёных [2, 5, 9], продуктивная почвенная влага оказывает значительное влияние на выход зерна полевых культур в севооборотах и бессменных посевах на территории степной зоны Южного Урала.
В связи с часто повторяющимися засухами в Оренбургской области возникает резкое изменение влияния абиотических факторов и почвенной влаги на повышение урожайности ячменя. Данное положение приводит к важнейшей проблеме увеличения выхода зерна ячменя в земледелии и сельскохозяйственном производстве. Для решения сложившейся ситуации проводятся исследования по изучению каждого в отдельности основных факторов, воздействующих на урожай и выбор правильного возделывания ячменя в степной зоне Южного Урала.
Целью исследования является выявление влияния погодных условий, минеральных удобрений и продуктивной влаги на урожайность зерна ячменя в севооборотах и бессменном посеве на территории степной зоны Южного Урала. В задачи работы входит определение данных погодных факторов, запасов продуктивной почвенной влаги, урожайности зерна ячменя от предшественников и минеральных удобрений, построение математической модели зависимости.
Объект исследования. Объектом исследования являются почва и посевы ячменя по различным предшественникам. Почва экспериментального участка является чернозёмом южным (террасовый) на жёлто-бурой (тяжелосуглинистый) карбонатной глине. Впервые характеристика почвы опытного поля дана в 1988 году почвоведом А. И. Климентьевым. Он установил, что в горизонтах почвы (0-100 и 0-150 см) содержится наименьшая полевая влагоёмкость (НПВ) в пределах от 28 до 25 % и происходит увеличение её величины в верхних слоях чернозёма.
Научно-исследовательская работа ведётся на территории долговременного севооборотного экспериментального участка, заложенного более 30 лет назад. Посевы ячменя (последнее поле) в зернопаровых севооборотах и при возделывании его бессменно изучаются по предшественникам и вариантам опыта. Схема эксперимента: I. Ячмень (яровой) в шестипольном севообороте (чёрный пар, твёрдая пшеница, мягкая пшеница, кукуруза, мягкая пшеница, ячмень); II. Ячмень (яровой) в шестипольном севообороте (чёрный пар, твёрдая пшеница, мягкая пшеница, просо, мягкая пшеница, ячмень); III.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Ячмень (яровой) в шестипольном севообороте (чёрный пар, твёрдая пшеница, мягкая пшеница, сорго, мягкая пшеница, ячмень); IV. Ячмень (яровой) в шестипольном севообороте (чёрный пар, твёрдая пшеница, мягкая пшеница, горох, мягкая пшеница, ячмень); V. Ячмень (яровой) в двупольном севообороте с твёрдой пшеницей; VI. Возделывание ярового ячменя бессменно.
Материалы и методы. Исследования выполнены в отделе земледелия и ресурсосберегающих технологий Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий Российской академии наук совместно с Оренбургским государственным университетом. В полевых и лабораторных условиях с 2002 по 2020 гг. проводится изучение влияния погодных факторов и запасов продуктивной влаги на урожайность зерна ячменя. Территория опытного поля находится в 15 км от центра г. Оренбурга и расположена на южных чернозёмах Предуралья (5Г46'31.1,Г№, 55°18'42.6"Е).
Исследования проводятся по следующим методам: полевой (Б. А. Доспехова), термостатно-весовой (С. А. Воробьёва) и статистический (Statistica 12.0). В научно-исследовательской работе приводятся погодные условия по данным Оренбургского Гидрометцентра, определяется влажность почвы по общепринятым методикам А. Ф. Вадюниной, З. А. Корчагиной и урожайность зерна - по учётным журналам.
Полевые опыты посевов ячменя закладываются в четырёхкратной повторности на территории участка на площади 25 920 м или 2,6 га. Посевы ячменя в виде делянок имеет прямоугольную форму с размерами в шестипольных севооборотах 14,4 на 90 м, двупольном и бессменном посеве - 7,2 на 90 м.
Возделывание ячменя изучается в пространстве и во времени опытного эксперимента на минеральных и обычных (неудобренных) фонах питания. Схема: 1. Неудобренный питательный фон (контроль) - без применения минеральных удобрений; 2. Удобренный фон питания - с внесением комплексных удобрений (аммофоска) под осеннюю вспашку в дозе ^0Р80К40 кг/га действующего вещества. Длина удобренного фона питания на делянках ячменя составляет 30 м, неудобренного - 60 м. В начале мая производится посев ячменя с помощью сеялки СЗП-3,6. На делянках высевается на опытном поле районированные сорта по Оренбургской области: Донецкий 8, Анна и Натали. Норма высева ячменя соблюдается на основании рекомендаций для районированных сортов данной зоны. За годы исследования применяли на бессменном посеве в фазе кущения ячменя следующие гербициды против сорной растительности: 2,4-Д (690 г/л), Агритокс (510 г/л), Луварам (620 г/л) и Лонтрел -300 (300 г/л). В севооборотах не применяли гербициды. В первой половине августа проводится уборка ячменя с помощью прямого комбайнирования селекционным комбайном «TERRЮN-SAMPO SR2010». Технология возделывания ячменя и агротехника применяется по рекомендациям для почвенно-климатических условий центральной зоны Оренбургской области.
Выпавшие атмосферные осадки в течение периода роста и развития культуры измеряется по данным полевого дождемера, который уставлен на экспериментальном участке. Продуктивная влага определяется взятием почвенных образцов с помощью пробоотборника с трёх точек (скважин) делянок в слое 0-100 см после посева и уборки. Учёт выхода зерна ячменя ведётся на питательном удобренном фоне с площади делянок 60 м2 и без применения удобрений - 120 м2. Почвенная территория стационарного участка характеризуется резкой континентальностью климата.
Результаты и обсуждение. В результате исследования установлено, что, по данным Оренбургского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, отмечаются различные показатели абиотических факторов среды (атмосферные осадки, температура воздуха, суховеи) на территории опытного участка.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Проведённые наблюдения за абиотическими факторами показали, что к засушливым годам относятся четырнадцать лет исследований. При этом сильнейшая засуха отмечена в 2010 году (таблица 1). В острозасушливых условиях на Южном Урале недостаток атмосферных осадков за период роста и развития ячменя составляет 83 мм от нормы 155 мм при превышении средней многолетней температуры воздуха 19,2 °С на 2,7 °С. В центральной зоне Оренбургской области вегетационному периоду характерна сильная почвенная засуха, в результате которой иссушается почва при высокой среднесуточной температуры, доходящей до 40 °С. Это приводит к недостаточной обеспеченности влагой ячменя и гибели урожая. За весенне-летний период происходит снижение продуктивной почвенной влаги, что отрицательно влияет на фазы развития культуры (ячмень) и способствует замедлению налива зерна. В острозасушливых годах наблюдаются наибольшие температуры воздуха в мае 17,7, июне - 21,9, июле - 24,0, августе -24,1 °С и суховейные дни (20,0; 23,0; 24,0) приводят к низким показателям высоты стебля и веса 1000 зерен ячменя. За годы исследований в основном на территории опытного поля отмечены среднезасушливые условия.
Таблица 1 - Показатели увлажнённости и абиотических факторов за период роста и развития ячменя (май-август), 2002-2020 гг.
Table 1 - Indicators of moisture content and abiotic factors for the period of growth _and development of barley (May-August), 2002-2020_
Степень увлажнения по ГТК / The degree of humidification according to the GTC* Абиотические факторы / Abiotic factors Времена года / Seasons
май / may июнь / june июль / july август / august
1 2 3 4 5 6
Очень сильная засуха, ГТК / Very severe drought, GTC <0,4 = 0,28 (2010, 2012, 2014, 2016, 2020 гг.) осадки, мм / precipitation, mm 21,4 23,6 13,8 13,2
температура / temperature, °С 17,7 21,9 24,0 24,1
суховеи, дни / dry winds, days 16,0 20,0 23,0 24,0
Сильная засуха, ГТК / Severe drought, GTC <0,5 = 0,42 (2002, 2018 гг.) осадки, мм / precipitation, mm 26,0 32,0 10,0 14,5
температура / temperature, °С 13,7 18,2 24,0 19,1
суховеи, дни / dry winds, days 16,0 8,0 13,0 10,0
Средне засушливо, ГТК / Medium arid, GTC <0,7 = 0,57 (2005, 2006, 2009, 2011, 2015, 2017, 2019 гг.) осадки, мм / precipitation, mm 34,1 27,0 47,3 25,3
температура / temperature, °С 15,9 21,3 22,4 20,3
суховеи, дни / dry winds, days 16,0 14,0 16,0 14,0
Недостаточно влажно, ГТК / Not wet enough, GTC <1,0 = 0,82 (2004, 2007, 2008, 2013 гг.) осадки, мм / precipitation, mm 33,5 32,2 64,2 41,7
температура / temperature, °С 16,3 20,0 22,2 22,3
суховеи, дни / dry winds, days 18,0 13,0 7,5 18,0
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Окончание таблицы 1
1 2 3 4 5 6
Достаточно влажно, ГТК / Wet enough, GTC <2,0 = 1,11 (2003 г.) осадки, мм / precipitation, mm 68,0 74,0 72,0 15,0
температура / temperature, °С 14,9 15,7 20,9 22,1
суховеи, дни / dry winds, days 3,0 7,0 2,0 10,0
Среднемноголетние данные, ГТК / Long-term average data, GTC = 0,68 осадки, мм / precipitation, mm 41,0 39,0 41,0 34,0
температура / temperature, °С 15,0 19,7 21,9 20,0
суховеи, дни / dry winds, days 10,0 15,0 18,0 13,0
Примечание. гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова за период вегетации /
hydrothermal coefficient of G.T. Selyaninov for the growing season
В благоприятных гидротермических условиях с различными абиотическими факторами находятся пять лет исследований. В недостаточно влажных условиях (2004, 2007, 2008, 2013 гг.) после выпадения атмосферных осадков в мае, июне происходит снижение количества влаги по сравнению со среднемноголетней нормой на 7,5 и 6,8 мм, превышает - в июле, августе на 23,2 и 7,7 мм.
В гидротермических условиях температура за весенне-летний период выше нормативного показателя на 4,2 °С. Хорошее увлажнение пахотного слоя почвы во второй половине лета приводит к средней урожайности ячменя. За период вегетации во влажный 2003 год выпавшие осадки превосходят норму на 74 мм при оптимальной температуре воздуха 18,4 °С. В данных гидротермических условиях наблюдается за период меньше суховейных дней, чем по норме (56) и составляет (май - 3, июнь - 7, июль - 2, август - 10) 22.
Влажный слой почвы в период вегетации ячменя способствует активному формированию продуктивных стеблей и колоса, что ведёт к наибольшей урожайности зерна, находящейся в пределах от 1,21 до 3,26 т/га на питательном фоне с минеральными удобрениями (таблица 2).
Во влажных погодных условиях вегетационного периода на неудобренном фоне питания (контроль) максимальная урожайность зерна достигнута до 2,41 т/га при возделывании его бессменно за счёт применения гербицидов в фазе кущения ячменя и минимальная - 1,01 т/га - в двупольном севообороте с твёрдой пшеницей из-за низких запасов почвенной влаги. При возделывании ячменя бессменно в благоприятные (влажные) периоды вегетации наблюдается урожайность с ростом массы зерна от минеральных удобрений и составляет прибавка 0,85 т/га. Слабая прибавка зерна отмечается в результате действия и последействия остальных предшественников севооборотов и находится на уровне от 0,10 до 0,65 т/га. На опытных делянках просматривается варьирование урожайности зерна по всем предшественникам, кроме возделывания ячменя бессменно. Данное наблюдение объясняется активным ростом засорённости посевов. В результате применения гербицидов на бессменном посеве ячменя наблюдается снижение сорных растений, приводящее к увеличению урожайности зерна как на удобренном, так и неудобренном фоне питания. В благоприятных почвенных и агрометеорологических условиях необходимо отметить действие, последействие предшественников и расставить их по порядку отдаления от формирования наибольшей урожайности зерна: ячмень, горох, просо, сорго, кукуруза, твёрдая пшеница.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 2 - Влияние агрометеорологических условий и последействие предшественников на урожайность ячменя в севооборотах и бессменном посеве (2002-2020 гг.), т/га
Table 2 - The influence of agrometeorological conditions and the aftereffect of precursors on the yield of barley in crop rotations and
permanent sowing (2002-2020), t/ha_
Погодные условия периода вегетации / Weather conditions of the growing season Посл T едействие предшественников / ie aftereffect of predecessors
кукуруза/ corn просо / millet сорго / sorghum горох / peas пшеница / wheat ячмень / barley
Неудобренный ( юн питания / not fertilized food background (контроль / control)
Очень засушливые / Very arid 0,80 0,82 0,75 0,77 0,54 0,53
Засушливые / Arid areas 1,13 1,20 1,18 1,18 0,27 1,04
Средне засушливые / Medium arid 1,18 1,26 0,66 1,27 0,84 1,03
Недостаточно влажные / Not wet enough 1,31 1,41 1,55 1,58 0,94 1,22
Влажные / Wet 1,83 2,10 2,00 2,32 1,01 2,41
Удобренный фон питания/ fertilized ood background
Очень засушливые / Very arid 0,81 0,86 0,76 0,72 0,66 0,58
Засушливые / Arid areas 1,33 1,34 1,29 1,36 0,27 0,98
Средне засушливые / Medium arid 1,22 1,51 0,73 1,43 1,03 1,20
Недостаточно влажные / Not wet enough 1,46 1,78 1,78 1,93 1,04 1,25
Влажные / Wet 2,25 2,55 2,52 2,97 1,21 3,26
НСР05 АВ / NSRro АВ* 0,22
Примечание. наименьшая существенная разность взаимодействие факторов А (удобрения) и В (предшественник) / the smallest significant difference is the interaction of factors А (fertilizers) и В (predecessor)
Засушливые условия способствовали значительному снижению прибавки зерна от осеннего внесения аммофоски. В условиях засухи небольшой рост урожайности зерна ячменя на питательном фоне с удобрениями отмечен на уровне 0,01-0,20 т/га в отличие от контрольного варианта эксперимента. Сильнейшая засуха способствует отрицательному влиянию минеральных удобрений на урожай ячменя. Так, например, в результате последействия гороха и ячменя происходит снижение выхода зерна на питательном фоне с ам-мофоской. Одинаковый самый низкий урожай ячменя по фонам питания отмечен после твёрдой пшеницы в двупольном севообороте и составляет 0,27 т/га. Максимальная урожайность ячменя получена по засушливым периодам вегетации 1,36 т после гороха и 1,34 т/га после проса и увеличение массы зерна от удобренного фона питания составляет 0,18 и 0,14 т/га в отличие от других изучаемых предшественников. В сильных засушливых условиях 2010 и 2012 гг. прибавка зерна ячменя связана с низкой урожайностью предшествующих культур (гороха и проса), и с наилучшей их минерализацией корневых и растительных остатков, приводящей к накоплению питательных веществ в почве.
В среднезасушливых условиях последействие проса и гороха приводит к наибольшему выхода зерна ячменя на питательном фоне с удобрениями и составляет 1,51 и 1,43 т/га. Рост урожайности зерна культуры по остальным предшественникам
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
(кукуруза, сорго, твёрдая пшеница, ячмень) в результате действия вносимой аммофос-ки, в отличие от контрольного варианта опыта (неудобренный фон питания), варьирует на уровне от 0,73 до 1,22 т/га. Наилучшая прибавка зерна отмечена 0,25 т/га при выращивании ячменя после предшествующего проса. Из девятнадцати лет исследований (2002-2020 гг.) выход зерна ячменя достигает до 3,25 и выше на удобренном фоне питания в 2003, 2017 гг.
В результате исследования установлено, что снижение и повышение урожайности зерна ячменя, возделываемого в многополье, двуполье и бессменно, зависит от запасов влаги в метровом слое почвы. По срокам определения (после посева и уборки) наименьшая почвенная влажность наблюдается в пятом варианте эксперимента и составляет 64,2 и 14,2 мм (таблица 3). В двупольном севообороте с ячменём снижение урожая зависит от весенней почвенной влаги на неудобренном фоне питания и максимальная доля влияния составляет 57,91 %. Наибольшая почвенная влага после посева отмечается в первом, во втором, пятом вариантах опыта и составляет 143,8; 135,0 и 139,8 мм. Остаточная влага также зафиксирована по этим вариантам и содержится в пределах 41,5; 44,0 и 39,6 мм.
Наблюдения показали, что наименьший расход влаги с учётом выпавших осадков отмечен на посевах ячменя после предшествующей твёрдой пшеницы в двупольном севообороте, который приводит к снижению урожайности до 1,01 т/га на питательном фоне без удобрений. Расход продуктивной влаги происходит за счёт усвоения части культурой, сорным растением и потерей в почве (испарением, впитыванием в нижние слои и перемещением по горизонту чернозёма).
Наибольшее количество расходованной влаги наблюдается на посевах после кукурузы на силос. Большая часть её потеряна в почве, что сказывается на определённом урожайности 1,23 т/га по сравнению с контролем. По убыванию израсходованная влага зафиксирована 100,2 мм после гороха и 91,0 мм по просу в шестипольных севооборотах. Повышение урожайности ячменя после внесения минеральных удобрений доходит до 1,42 и 1,43 т/га в отличие от контрольного варианта опыта. Такое наблюдение объясняется тем, что большая часть влаги расходуется за период вегетации и формируется урожай ячменя за счёт интенсивного передвижения почвенных питательных веществ, особенно нитратного азота. В бессменном посеве ячменя и севооборотах с кукурузой и сорго на силос, запасы и расходы продуктивной влаги в малой степени воздействуют на рост урожайности, которая находится на уровне от 1,01 до 1,25 т/га по фонам питания.
В результате статистической обработки многолетних данных выявлено, что наилучшее влияние оказывают весенние запасы почвенной влаги в слое почвы 0-100 см на подъём урожайности зерна ячменя по мягкой пшеницы после гороха и проса в шестипольных севооборотах и доля составляет 91,83 и 90,45 % на удобренном фоне питания. Наименьшая доля влияния после применения минеральных удобрений наблюдается в первом, третьем и шестом вариантах опыта и составляет 21,76; 20,30 и 20,48 % по сравнению с контролем. На неудобренном фоне питания отмечается низкая доля влияния в этих вариантах опыта и составляет 15,76; 18,61 и 10,99 %.
Минеральные удобрения положительно воздействуют на увеличения сбора зерна. В связи с этим на удобренном фоне питания определена зависимость повышения урожайности зерна ячменя в шестипольных севооборотах с просом и горохом от весенней почвенной влаги в слое 0-100 см (таблица 4).
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 3 - Воздействие влажности в метровом слое почвы на урожайность ячменя
(2002-2020 гг.)
Table 3 - The effect of moisture in the meter layer of soil on the yield of barley
(2002-2020)
Запасы влаги, мм / Moisture reserves , mm Расход влаги, Влияние
Вариант опыта / Experience option Выход зерна, т/га / Grain yield, t/ha весенней влаги, / Influence spring moisture, %
Предшественник / Predecessor II декада мая / decade III декада августа/ decade мм / Consumption moisture,
may august mm
I Пшеница (мягкая) в севообороте с кукурузой / Wheat (soft) in the crop rotation with corn 143,8 41,5 102,3 1,23** 1,13 21,76 15,76
II Пшеница (мягкая) в севообороте с просом / Wheat (soft) in the crop rotation with millet 135,0 44,0 91,0 1,43 1,21 90,45 82,53
III Пшеница (мягкая) в севообороте с сорго / Wheat (soft) in the crop rotation with sorghum 112,8 38,5 74,3 1,25 1,11 20,30 18,61
IV Пшеница (мягкая) в севообороте с горохом / Wheat (soft) in the crop rotation with peas 139,8 39,6 100,2 1,42 1,25 91,83 85,93
V Пшеница (твёрдая) в севообороте с ячменём / Wheat (hard) in the crop rotation with barley 64,2 14,2 50,0 1,21 1,01 61,51 57,91
VI Ячмень (яровой) бессменно / Barley (spring) permanently 132,5 37,8 94,7 1,13 1,02 20,48 10,99
Примечание. влагозапасы после выпадения осадков в мае 31,2, июне 34,0, июле 34,5, августе 24,0 мм (данные полевого дождемера) / moisture reserves after precipitation in may 31.2, june 34.0, july 34.5, august 24.0 mm (data from the field rain gauge); над чертой c удобрениями питательный фон, под чертой - без удобрений / above the line with fertilizers is a nutritious background, below the line - without fertilizers
Таким образом, следует считать, что влияние продуктивной влаги на увеличение выхода зерна ячменя играет положительную роль на удобренном фоне питания в результате последействия проса и гороха в шестипольных севооборотах. Из данной таблицы видно, что получены по независимой переменной (почвенная влага) положительные показатели регрессионного множественного анализа при уровне значимости 0,0004 и 0,0001 (p<0,05). Наибольшая множественная детерминация (R2) отмечается на четвёртом варианте опыта и составляет 0,918 при ошибке оценки 0,970 т/га по сравнению с другими наблюдениями. Отрицательные показатели свободного члена (У - пересечение) просматриваются на коэффициентах регрессии и Стьюдента. Такое положение по статистическим расчётам говорит о повышении урожайности зерна на 90,45 и 91,83 % зависит от весенних запасов продуктивной влаги на удобренном фоне питания.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 4 - Воздействие весенней влажности метрового слоя почвы на рост урожайности ячменя в зернопаровых севооборотах с просом и горохом после внесения минеральных
удобрений (2002-2020 гг.)
Table 4 - The effect of spring humidity of the meter-high soil layer on the growth of barley yield in grain-pair crop rotations with millet and peas after the application of mineral fertilizers (2002-2020)
Независимые переменные / Independent variables Коэффициент / Coefficient Ошибка / Error Критерий Стьюдента / Criterion Studenta (17) P- уровень значимости / P- level significance
корреляции / correlations регрессии / regressions
У - пересечение / crossing (свободный член / absolute term) - -1,705* -2,810** 0,256 0,312 -6,663 -8,996 0,000 0,000
Запасы влаги в слое 0-100 см / Moisture reserves in the layer 0-100 cm 0,951 0,958 0,023 0,030 0,002 0,002 12,686 13,820 0,000 0,000
Множественная регрессия / Multiple regression: R2 = 0,904 и 0,918, ошибка оценки / error of estimation = 0,284 и 0,970 т/га
on the yield in the aftereffect of millet; Влияние влаги на выход зерна после гороха / The influence of moisture on grain yield after peas
Для получения наибольшей урожайности зерна ячменя в засушливых условиях Оренбургской области рекомендуем фермерам и руководителям сельскохозяйственных предприятий внедрять посевы по мягкой пшенице после проса и гороха в зернопаровые севообороты на питательном фоне с удобрениями.
Выводы. В благоприятных гидротермических условиях наибольший выход зерна ячменя на питательном фоне с удобрениями получен при возделывании его бессменно за счёт применения гербицидов в фазе кущения, приводящее к снижению засорённости посева и составляет 3,26 т/га. По другим предшественникам уровень урожайности находится в пределах от 1,21 до 2,97 т/га.
Применение минеральных удобрений под основную обработку почвы (осенняя вспашка) приводит к дополнительной прибавке зерна ячменя на уровне от 0,10 до 0,85 т/га в отличие от неудобренного питательного фона.
В засушливые вегетационные периоды наблюдается наименьшая урожайность зерна ячменя после твёрдой пшеницы в двупольном севообороте и на фонах питания составляет 0,27 т/га за счёт низких запасов продуктивной влаги. В условиях сильнейшей засухи в 2010, 2012 гг. отмечается наилучший урожай ячменя в результате последействия предшественников гороха и проса в шестипольных севооборотах за счёт накопления питательных веществ (минерализации корневых, растительных остатков и низкой продуктивности зернобобовых и крупяных культур) в течение вегетационного периода.
В результате исследования построена математическая модель зависимости повышения урожайности зерна ячменя в зернопаровых севооборотах с просом и горохом от весенних запасов метрового слоя почвенной влаги. Проведённая статистическая обработка полученных данных по другим вариантам опыта показывает, что влажность почвы не оказывает значительного влияния на повышение урожайности зерна ячменя.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Библиографический список
1. Аналитический мониторинг влияния минеральных удобрений на формирование урожайности модельного сорта ярового ячменя / А. А. Беляков [и др.] // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2018. № 5. С. 9-15.
2. Влагосбережение в ресурсосберегающих технологиях выращивания полевых культур на Южном Урале / Ф. Г. Бакиров [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 168-171.
3. Елисеев И. П., Елисеева Л. В., Степанов А. В. Динамика продуктивности ячменя и стоимости зерна в зависимости от погодных условий в Чувашской республике // Вестник Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 2. С. 13-20.
4. Ламажап Р. Р., Липшин А. Г. Влияние климатических условий на урожайность ярового ячменя в республике Тыва // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 12. С. 13-19.
5. Максютов Н. А., Зоров А. А. Влияние основных факторов на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засухи // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 5 (61). С. 8-10.
6. Постников П. А. Воздействие предшественников и метеорологических условий на урожайность ярового ячменя // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2018. № 4. С. 48-53.
7. Серебренников Ю. И., Байкалова Л. П. Влияние абиотических факторов на урожайность сортов ячменя в лесостепи Приенисейской Сибири // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2015. № 11. С. 190-197.
8. Скороходов В. Ю. Урожайность ячменя в шестипольных севооборотах на чернозёмах южных степной зоны Южного Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 5 (79). С. 93-97.
9. Эффективность использования атмосферных ресурсов увлажнения в различных севооборотах с чистым паром в зависимости от набора культур / А. В. Кислов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (40). С. 38-41.
10. Яковлев В. К., Першаков А. Ю., Белкина Р. И. Продуктивность и качество зерна пивоваренных сортов ячменя в Северном Зауралье // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2017. № 12. С. 10-15.
11. Barley yield formation under abiotic stress depends on the interplay between flowering time genes and environmental cues / M. Wiegmann [et al.] // Sci. Rep. 2019. Vol. 9. P. 6397.
12. Global implications of regional grain production through virtual water trade / M. B. Masud [et al.] // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 659. P. 807-820.
13. Thameur A., Lachiheb B., Ferchichi A. Drought effect on growth, gas exchange and yield, in two strains of local barley Ardhaoui, under water deficit conditions in southern Tunisia // Journal of Environmental Management. 2012. Vol. 113. P. 495-500.
Conclusions. In favorable hydrothermal conditions, the highest yield of barley grain on a nutrient background with fertilizers was obtained when it was cultivated permanently due to the use of herbicides in the tillering phase, which leads to a decrease in the contamination of sowing and is 3.26 t/ha. According to other predecessors, the yield level ranges from 1.21 to 2.97 t/ha.
The use of mineral fertilizers for the main tillage (autumn plowing) leads to an additional increase in barley grain at the level of 0.10 to 0.85 t/ha, in contrast to the unfavorable nutrient background.
In dry growing seasons, the lowest yield of barley grain after durum wheat is observed in the double-field crop rotation and on food backgrounds is 0.27 t/ha due to low reserves of productive moisture. In the conditions of severe drought in 2010, 2012, the best barley harvest
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
was observed as a result of the aftereffect of the precursors of peas and millet in six-field crop rotations due to the accumulation of nutrients (mineralization of root, plant residues and low productivity of legumes and cereals) during the growing season.
As a result of the study, a mathematical model of the dependence of the increase in the yield of barley grain in grain-pair crop rotations with millet and peas on the spring reserves of a meter layer of soil moisture was constructed. The statistical processing of the obtained data on other variants of the experiment shows that soil moisture does not have a significant effect on increasing the yield of barley grain.
Reference
1. Analytical monitoring of the effect of mineral fertilizers on the formation of the yield of a model variety of spring barley / A. A. Belyakov [et al.] // Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University. 2018. № 5. P. 9-15.
2. Moisture conservation in resource-saving technologies of growing field crops in the Southern Urals / F. G. Bakirov [et al.] // Izvestiya Orenburg State Agrarian University. 2015. № 3 (53). P. 168-171.
3. Eliseev I. P., Eliseeva L. V., Stepanov A.V. Dynamics of barley productivity and grain cost depending on weather conditions in the Chuvash Republic // Bulletin of the Chuvash State Agricultural Academy. 2020. № 2. P. 13-20.
4. Lamazhap R. R., Lipshin A. G. Influence of climatic conditions on the yield of spring barley in the Republic of Tyva // Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University. 2016. № 12. P. 13-19.
5. Maksyutov N. A., Zorov A. A. The influence of the main factors on the yield of agricultural crops in the conditions of drought // Izvestiya Orenburg State Agrarian University. 2016. № 5 (61). P. 8-10.
6. Postnikov P. A. The impact of precursors and meteorological conditions on the yield of spring barley // Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University. 2018. № 4. P. 48-53.
7. Serebrennikov Yu. I., Baykalova L. P. The influence of abiotic factors on the yield of barley varieties in the forest-steppe of Yenisei Siberia // Bulletin of the Krasno-Yarsky State Agrarian University. 2015.№ 11. P. 190-197.
8. Skorokhodov V. Yu. Barley yield in six-field crop rotations on southern chernozems of the steppe zone of the Southern Urals // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. 2019. № 5 (79). P. 93-97.
9. Efficiency of using atmospheric moisture resources in various crop rotations with pure steam depending on the set of crops / A. V. Kislov [et al.] // Izvestiya Orenburg State Agrarian University. 2013. № 2 (40). P. 38-41.
10. Yakovlev V. K., Pershakov A. Yu., Belkina R. I. Productivity and quality of grain of malting barley varieties in the Northern Trans-Urals // Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University. 2017. № 12. P. 10-15.
11. Barley yield formation under abiotic stress depends on the interplay between flowering time genes and environmental cues / M. Wiegmann [et al.] // Sci. Rep. 2019. Vol. 9. P. 6397.
12. Global implications of regional grain production through virtual water trade / M. B. Masud [et al.] // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 659. P. 807-820.
13. Thameur A., Lachiheb B., Ferchichi A. Drought effect on growth, gas exchange and yield, in two strains of local barley Ardhaoui, under water deficit conditions in southern Tunisia // Journal of Environmental Management. 2012. Vol. 113. P. 495-500.
Authors Information
Mitrofanov Dmitry Vladimirovich, Candidate of Agriculture, Leading Researcher of the Department of Agriculture and Resource-Saving Technologies, Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences. 27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia, tel. 8-987-855-98-95, e-mail: dvm.80@mail.ru
Tkacheva Tatyana Aleksandrovna, Candidate of chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Chemistry, Orenburg State University, 13 Pobedy Ave., Orenburg, 460018, Russia, tel. 8-922-87204-24, e-mail: ttkacheva@inbox.ru
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Информация об авторах Дмитрий Владимирович Митрофанов, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий, ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук» (Россия, 460051, г. Оренбург, пр-т Гагарина 27/1), тел. 8-987-855-98-95, e-mail: dvm.80@mail.ru
Ткачёва Татьяна Александровна, кандидат химических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» (Россия, 460018, г. Оренбург, пр. Победы 13), тел. 8922-872-04-24, e-mail: ttkacheva@inbox.ru
DOI: 10.32786/2071-9485-2021-04-10 THE EFFECT OF GROWTH PREPARATIONS ON THE NORMS OF RICE REACTION DURING SPRINKLING
K. A. Rodin, А.В. Nevezhina, E.S. Vorontsova
Federal State Budget Science Center «All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture»
Received 02.09.2021 Submitted 15.11.2021
Abstract
Introduction. The development and implementation of environmentally oriented agricultural systems, the production of environmentally friendly food is one of the main directions of the development of modern agriculture. Therefore, it is necessary to conduct research aimed at environmentally friendly agriculture with ensuring its introduction into agricultural production, which will contribute to the stable growth of environmentally friendly agricultural products, without negative impact on the environment. In recent years, growth regulators have played a major role in increasing crop yields. It is known that they can significantly influence the growth and development of plants, adapting their protective reaction to environmental conditions and ensuring not only an increase in yield, but also the quality of products. Оbject. The results of studies on the effect of growth preparations on the characteristics of aerobic rice of the Stalingrad 1 variety are presented. Materials and methods. The studies were conducted in a two-factor field experiment. According to the first factor, fertilizer application doses calculated to produce 6 (Nn4P74K90) and 7 (Ni37P74K90) tons of grain per 1 ha. In the second factor, the following growth-stimulating drugs were studied: Extrasol, Zircon and Nanosilicon. Results and conclusions. It was revealed that in the Nn4P74K90 (6 t/ha) application variant without seed and vegetative plant treatments, rice crops took 105 days from sowing to full grain ripeness, with the sum of the average daily temperatures of 2398.20 C. The maximum number of days during this treatment was noted in the variant of applying the same dose of fertilizers but when treated with the microbiological preparation Extrasol, which was 112 days with the sum of the average daily air temperatures of 2593.2 0C. The combined use of doses of macro fertilizers and growth-stimulating drugs increases the yield of raw rice with periodic watering to 6.36-7.51 t / ha. Extrasol should be used as a growth-stimulating drug, because its use increased grain yield by 6.7-10.4%, and Zircon and Nanosilicon by 2.6-4.1 and 3.6-6.2%, respectively. The experimental data obtained indicate that the mass of 1000 grains in the studied variants was different. So, the mass of 1000 grains in the control variant Nn4P74K90 (6 t/ha) without processing was a minimum of 29,78x10-3 kg. Its maximum value, 30.26 x 10-3 kg, was noted in the application variant Ni37P74K90 (7 t/ha) + Extrasol, when seeds and vegetative plants were processed.
Key words: rice, mineral fertilizers, growth preparations, yield, structural indicators.
Citation. Rodin K.A., Nevezhina A.B., Vorontsova E.S. The effect of growth preparations on the norms of rice reaction during sprinkling. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2021. 4(64). 97-105 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2021-04-10.
Author's contribution. All authors of this study were directly involved in the planning, execution, or analysis of this study. All the authors of this article have read and approved the final version presented.
Conflict of interest. The authors declare that there is no conflict of interest.
