Приемы возделывания ярового ячменя в условиях орошения

УДК 633.16:631.67

А. П. Васильченко, С. А. Маликов

Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Рассвет, Российская Федерация

ПРИЕМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ

Целью исследований, проводившихся на опытном стационаре в Ростовской области в 2011-2013 гг., было выявление оптимального сочетания основной обработки почвы, водного режима и минерального питания при возделывании ярового ячменя. Изучались три способа основной обработки почвы: отвальная вспашка на глубину 1820 см (контроль), безотвальная вспашка на глубину 18-20 см и минимальная обработка (дискование) на глубину 8-10 см; три уровня минерального питания: полная (Р40К40 кг/га д. в.), половинная (Р20К20 кг/га д. в.) дозы и вариант без удобрений, а также три варианта регулирования водного режима: интенсивный (поливы при 75-80 % НВ), во-досберегающий (полив в период «цветение - налив зерна») и без орошения. При проведении полевых опытов использовались общепринятые методики. На основании исследований установлено, что отвальная и безотвальная вспашки почвы на глубину 18-20 см под яровой ячмень по влиянию на продуктивность культуры оказались примерно равнозначными, при этом энергетические затраты на проведение безотвального рыхления существенно меньше - 142 МДж/га против 360 МДж/га. На фоне полной дозы удобрений вариант с интенсивным орошением обеспечил максимальную урожайность зерна ярового ячменя в пределах 3,70-4,74 т/га, что по сравнению с богарными условиями произрастании было больше в среднем в 1,6 раза, а водосберегающий вариант обеспечил урожайность 2,89-3,59 т/га - в 1,2 раза больше богары. В водосберегающем варианте урожайность зерна снижалась по сравнению с интенсивным орошением на 1,15 т/га (24,3 %), но при этом экономилось 380 м3/га оросительной воды. Наименьший расход оросительной воды на единицу дополнительного урожая (444,4 м3/т) и наибольший выход дополнительной продукции (0,23 т/100 м3 воды) были отмечены в варианте интенсивного орошения, где был и наименьший коэффициент водопотребления ярового ячменя, равный 466 м3/т. Внесение минеральных удобрений под ячмень дозой P40K40 кг/га д. в. обеспечило прибавку урожайности 21,8 % по сравнению с вариантом без удобрений и наибольшее количество произведенной дополнительной продукции -9,9 кг на 1 кг удобрений.

Ключевые слова: яровой ячмень, режим орошения, оросительная норма, урожайность, прибавка от орошения, способ основной обработки почвы, доза удобрений.

A. P. Vasilchenko, S. A. Malikov

Don Zonal Research Institute of Agriculture, Rassvet, Russian Federation GROWING METHODS OF SPRING BARLEY UNDER IRRIGATION

The aim of the study conducted at the experimental farm in the Rostov region in 2011-2013 was to determine an optimal combination of tillage, water regime, and mineral nutrition for spring barley growing. We studied three methods of tillage (moldboard to the depth of 18-20 cm (control), boardless to the depth of 18-20 cm, and minimal (disking) to the depth 8-10 cm), three levels of mineral nutrition (recommended dose - Р40К40, half dose - Р20К20, and without fertilizers), and three variants of water regime (intense - irrigation at 75-80 % FC, water-saving - irrigation during the period "flowering-grain forming", and rainfed). The

generally accepted techniques have been used in field experiments. On the base of the study it was established that moldboard and boardless tillage to the depth of 18-20 cm had the equal impact on the crop productivity while energy costs for boardless tillage were significantly less - 142 MJ/ha against 360 MJ/ha. The variant with recommended fertilizer dose and intense irrigation provided maximal grain yield of spring barley within 3.70-4.74 t/ha what was in average 1.6 times more than at rainfed growing. Water-saving variant provided the yield of 2.89-3.59 t/ha what is 1.2 times greater than for raifed conditions. In water-saving variant the grain yield decreased by 1.15 t/ha (24.3 %) comparing to intense irrigation while savings of irrigation water were 380 m3/ha. The minimal water consumption per unit of additional yield (444.4 m3/t) and maximal output of additional production (0.23 t per 100 m3 of irrigation water) were in the variant of intense irrigation where the least water consumption coefficient (466 m3/t) was obtained. Applying mineral fertilizers by the dose of Р40К40 provided the yield increase of 21.8 % comparing to the variant without fertilizers and the greatest amount of additional production - 9.9 kg per 1 kg of fertilizer.

Keywords: spring barley, irrigation regime, irrigation rate, yield, increase of irrigation, method of tillage, fertilizer dose.

Яровой ячмень - важнейшая продовольственная, кормовая и техническая культура. Из его зерен изготавливают муку, перловую и ячменную крупу, суррогат кофе. Белок ячменя содержит все незаменимые аминокислоты, включая особо дефицитные и наиболее ценные - лизин и триптофан. Зерно ячменя широко применяют в качестве концентрированного корма для животных всех видов, а также ячмень - отличное сырье для пивоваренной промышленности. Ячменная солома по питательности превосходит ржаную и пшеничную, в запаренном виде ее хорошо поедают животные. В южных районах ячмень иногда выращивают на зеленый корм и сено в смесях с викой, горохом, чиной и другими культурами.

Наибольшие площади посева сосредоточены на Северном Кавказе, Урале, в Сибири, Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.

Территория Ростовской области располагается в зоне недостаточного увлажнения, где засушливый климат и дефицит почвенной влаги значительно снижают продуктивность зерновых культур, в частности ярового ячменя. Считается, что зерновые достаточно адаптивны для природно-климатических условий Ростовской области. В то же время исследования, проведенные в предыдущие годы, показали, что резервом повышения урожайности ярового ячменя является орошение, применение которого способствует увеличению продуктивности культуры в два раза и более [1, 2].

Однако в настоящее время остро стоит проблема дефицита водных ресурсов, имеет место нестабильность цен на материальные ресурсы, минеральные удобрения, средства химизации, электроэнергию, ГСМ. В этих условиях совершенствование приемов возделывания сельскохозяйственных культур, в частности ярового ячменя, должно основываться на рациональном использовании водных, минеральных и энергетических ресурсов [3].

В связи с вышесказанным исследования, проводившиеся на опытном стационаре во ФГУП «Семикаракорское» Ростовской области в 2011-2013 гг., были направлены на выявление оптимального сочетания способа основной обработки почвы, уровня регулирования водного режима и фона минерального питания при возделывании ярового ячменя.

Опыт включал три способа основной обработки почвы: отвальную вспашку (контроль), безотвальную вспашку и минимальную обработку (дискование); три варианта водного режима почвы: без орошения, полив в период «цветение - налив зерна» (водосберегающий), поливы при 75-80 % НВ (интенсивный) (контроль). В водосберегающем варианте поливная норма рассчитывалась по фактической влажности почвы в слое 0,6 м. Фон удобрений во всех вариантах опыта в 2011 году формировался согласно рекомендациям для данной зоны - Р40 К40. В 2012-2013 гг. наряду с указанным изучались еще два варианта минерального питания - сниженный на 50 % по сравнению с рекомендованной дозой (Р20К20) и без удобрений (контроль).

Отвальная и безотвальная вспашки проводились на глубину 18-20 см с помощью ПЛН-4-35, а минимальная обработка (дискование) - на глубину 8-10 см дисковой бороной БДН-3. При проведении основной обработки под ячмень энергетические затраты составили при отвальной вспашке 360 МДж/га, при безотвальной вспашке - 142 МДж/га, при минимальной обработке - 88 МДж/га.

Опыт проводился в четырехкратной повторности. Яровой ячмень (сор-

та Прерия) высевался как покровная культура люцерны нормой высева 1,5 ц/га. Агротехника в опыте соответствовала современным требованиям зональных систем земледелия [4]. При проведении исследований использовались общепринятые методики и методы: методика полевого опыта Б. А. Дос-пехова, методика исследований на орошаемых землях М. М. Горянского, метод водного баланса мелиорируемых земель А. Н. Костякова [5-7].

Почвы опытного участка представлены тяжелосуглинистыми черноземами обыкновенными. По данным исследований, плотность сложения

Л Л

пахотного горизонта составляет 0,90-1,17 т/м , слоя 0,6 м - 1,24-1,30 т/м , порозность - 49-54 %, наименьшая влагоемкость в слое 0-60 см - 27,8 % массы сухой почвы, влажность завядания - 13,4 %. Средняя величина емкости поглощения - 33-40 мг-экв/100 г почвы. Эти черноземы не проявляют солонцовых свойств, реакция их слабощелочная, рН - 7,3-7,5. Содержание гумуса в пахотном слое почвы составляет 3,36 %. Содержание питательных веществ следующее: легкогидролизуемого азота - 17,9 мг/кг; Р2О5 - 39,3 мг/кг; К2О - 552 мг/кг, что указывает на низкую обеспеченность черноземов азотом, среднюю обеспеченность подвижным фосфором и высокую - обменным калием [8].

В годы проведения исследований условия роста и развития ярового ячменя существенно отличались, о чем свидетельствуют показатели гидротермического коэффициента. Они изменялись по годам следующим образом: в 2011 г. - 0,65, в 2012 г. - 0,82 и в 2013 г. - 0,20 - и характеризовали вегетационные периоды соответственно как очень засушливый, средне-влажный и очень сухой.

Важным фактором для назначения сроков и норм полива при проектировании режима орошения культуры являются метеорологические условия в период вегетации. Для поддержания влажности почвы при возделывании ярового ячменя на уровне 75-80 % НВ в варианте интенсивного орошения проводилось в среднем два полива при оросительной норме 840 м /га.

В водосберегающем варианте средняя оросительная норма составила 460 м /га. При этом влажность почвы на посевах ярового ячменя, достигнув максимального значения после полива, не опускалась в течение вегетации ниже отметки 69-71 % НВ. В варианте возделывания ярового ячменя без орошения влажность почвы в течение вегетации изменялась от 95 % НВ после выпадения обильных осадков до 64-67 % НВ в конце вегетации.

Различные приемы возделывания в вариантах опыта оказали влияние на условия вегетации и продуктивность ячменя (таблица 1). Таблица 1 - Урожайность ярового ячменя в зависимости от приемов

возделывания на фоне полной дозы удобрений

В т/га

Способ основной обработки Вариант водного режима

интенсивный водосберегающий без орошения

Отвальная вспашка (К) 4,74 3,59 2,85

Безотвальная вспашка 4,52 3,48 2,77

Минимальная обработка 3,70 2,89 2,35

НСР = 0,15 т/га

Как следует из приведенных данных, наибольшая урожайность получена на фоне отвальной вспашки на глубину 18-20 см. При этом способе основной обработки урожайность составила при интенсивном орошении 4,74 т/га, в условиях водосбережения - 3,59 т/га и без орошения - 2,85 т/га. При проведении безотвальной вспашки на глубину 18-20 см урожайность несколько снизилась в зависимости от вариантов орошения на 0,08-0,22 т/га, или на 2,8-4,6 %, по сравнению с отвальной вспашкой. Снижение урожайности при минимальной обработке почвы было более существенным и составило по сравнению с контрольным вариантом 0,50-0,96 т/га (17,5-21,9 %) на фоне разных вариантов орошения.

Более существенное влияние на изменение продуктивности культуры оказали разные условия увлажнения растений. Максимальная урожайность зерна получена в варианте интенсивного орошения. В условиях во-досбережения урожайность уменьшилась при разных способах основной обработки на 0,81-1,15 т/га, или на 21,9-24,3 %, по сравнению с интенсив-

ным орошением. Снижение в варианте без полива оказалось более высоким, составив 1,35-1,89 т/га (36,5-39,9 %).

Таким образом, разные режимы орошения оказали существенное влияние на изменение продуктивности культуры. Это наглядно подтверждает и оценка эффективности использования оросительной воды яровым ячменем на фоне отвальной основной обработки при полной норме удобрений (таблица 2).

Таблица 2 - Эффективность использования оросительной воды

яровым ячменем при отвальной вспашке на фоне полной нормы удобрений, 2011-2013 гг.

Показатель Ва риант водного режима

интенсивный водосберегающий без орошения

Оросительная норма, м3/га 840 460 -

Экономия оросительной воды, м3/га - 380 840

Урожайность, т/га 4,74 3,59 2,85

Прибавка от орошения, т/га 1,89 0,74 -

Расход воды на 1 т прибавки, м 444,4 621,6 -

Выход дополнительной продукции на 100 м оросительной воды, т 0,23 0,16 -

Из приведенных данных следует, что при возделывании ярового ячменя орошение способствовало получению существенной прибавки урожайности по сравнению с богарными условиями произрастания. Прибавка урожайности в варианте интенсивного орошения составила 1,89 т/га, а при водосберегающем - 0,74 т/га, то есть урожайность была соответственно в 1,66 и 1,26 раза больше, чем в естественных условиях увлажнения культуры. В водосберегающем варианте происходило снижение показателей урожайности зерна на 1,15 т/га (24,3 %) при экономии оросительной воды 380 м /га по сравнению с участками, где поливы проводились при 75-80 % НВ. Наименьший расход оросительной воды на единицу дополнительного урожая и наибольший выход дополнительной продукции от орошения в тоннах на 100 м отмечены в варианте интенсивного орошения, где эти показатели равнялись соответственно 444,4 м /т и 0,23 т. Данную тенденцию, характеризующую более рациональное использование

почвенной влаги в варианте интенсивного орошения, подтверждают и средние коэффициенты водопотребления ярового ячменя. В условиях интенсивного орошения этот показатель составил 466 м /т, в водосберегаю-щем варианте - 552 м3/т, в богарных условиях выращивания - 583 м3/т.

В оценке эффективности использования удобрений на посевах ярового ячменя при разных дозах их внесения отмечены общие закономерности на фоне вариантов орошения и способов основной обработки почвы. Характерные данные получены при интенсивном орошении на фоне отвальной основной обработки (таблица 3). Таблица 3 - Эффективность использования удобрений при

возделывании ярового ячменя на фоне интенсивного орошения и отвальной основной обработки, 2012-2013 гг.

Доза Сумма Урожай- Прибавка Произведено дополни-

удобрений РК, ность, урожайности тельной продукции

кг д. в./га т/га ц/га % на 1 кг удобрений, кг

Без удобрений - 3,63 - - -

Р20К20 40 3,97 0,34 9,4 8,5

Р40К40 80 4,42 0,79 21,8 9,9

Внесение различных доз минеральных удобрений способствовало существенному повышению продуктивности по сравнению с вариантами без удобрений. Внесение половинной дозы удобрений (Р20К20 кг/га д. в.) способствовало получению урожайности 3,97 т/га, что на 0,34 т/га, или на 9,4 %, больше, чем на контроле. Внесение полной дозы удобрений позволило получить урожайность зерна 4,42 т/га, которая на 0,79 т/га (21,8 %) больше, чем в неудобренных вариантах. Наиболее высокий показатель дополнительной продукции, полученной на 1 кг удобрений, был отмечен при дозе Р40К40 кг/га д. в. - 9,9 кг, здесь наблюдалось наиболее эффективное использование минеральных удобрений. При дозе Р20К20 кг/га д. в. этот показатель составил 8,5 кг.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1 Отвальная и безотвальная вспашки почвы на глубину 18-20 см под

яровой ячмень по влиянию на продуктивность культуры оказались примерно равнозначными, при этом энергетические затраты на проведение безотвального рыхления существенно меньше - в 2,5 раза (360 МДж/га при отвальной и 142 МДж/га при безотвальной).

2 Вариант с интенсивным орошением по сравнению с богарными условиями произрастания обеспечивал повышение урожайности зерна ярового ячменя в 1,66 раза, а водосберегающий - в 1,26 раза. В то же время водосберегающий режим орошения снижал урожайность культуры по сравнению с интенсивным орошением на 1,15 т/га (24,3 %) при экономии оросительной воды 380 м /га.

3 Установлено, что наименьший расход оросительной воды на единицу дополнительного урожая, 444,4 м /т, и наибольший выход дополнитель-

л

ной продукции, 0,23 т/100 м воды, имели место в варианте интенсивного орошения, где был и наименьший коэффициент водопотребления ярового ячменя, равный 466 м /т.

4 Внесение минеральных удобрений дозой Р40К40 кг/га д. в. позволило получить прибавку урожайности 21,8 % в сравнении с вариантом без удобрений. При внесении данной дозы отмечено и наибольшее количество произведенной дополнительной продукции на 1 кг удобрений - 9,9 кг.

Список использованных источников

1 Ильинская, И. Н. Нормирование водопотребления при орошении - основа эко-системного водопользования / И. Н. Ильинская, В. М. Игнатьев // Мелиорация и водное хозяйство. - 2003. - № 5. - С. 28-29.

2 Ильинская, И. Н. Нормирование орошения и продуктивности агроэкосистем на Северном Кавказе: монография / И. Н. Ильинская. - Ростов н/Д.: Сев.-Кав. науч. центр высшей школы, 2005. - 110 с.

3 Ильинская, И. Н. Эффективность приемов возделывания полевых культур в севооборотах на черноземах южных [Электронный ресурс] / И. Н. Ильинская, Е. Д. Леонидов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон. перио-дич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. - Электрон. журн. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2011. - № 4(04). - 11 с. - Режим доступа: http:rosniipm-sm.ru/ archive?n=37&id=48.

4 Зональные системы земледелия Ростовской области (на период 2013-2020 гг.): монография / С. С. Авдеенко, А. Н. Бабичев, Г. Т. Балакай, Л. А. Воеводина [и др.]; Донской зональный науч.-исслед. ин-т сельского хозяйства РАСХН. - Ростов н/Д.: МСХиП РО, 2012. - Ч. 3. - 375 с.

5 Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Сельхозгиз, 1985. - 424 с.

6 Горянский, М. М. Методика полевого опыта на орошаемых землях / М. М. Го-рянский. - Киев, 1970. - 43 с.

7 Костяков, А. Н. Основы мелиорации / А. Н. Костяков. - М.: Сельхозгиз, 1957. -

750 с.

8 Полуэктов, Е. В. Почвенно-земельные ресурсы Ростовской области: монография / Е. В. Полуэктов, Е. М. Цвылев. - Новочеркасск: УПЦ «НАБЛА» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - 355 с._

Васильченко Аркадий Павлович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Рассвет, Российская Федерация. Контактный телефон: +7 908 190-66-19. E-mail: Vap79@mail.ru

Vasilchenko Arkadiy Pavlovich - Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Don Zonal Research Institute of Agriculture, Rassvet, Russian Federation. Contact telephone number: +7 908 190-66-19. E-mail: Vap79@mail.ru

Маликов Сергей Алексеевич - научный сотрудник, Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Рассвет, Российская Федерация. Контактный телефон: +7 928 771-09-23. E-mail: dzni@mail.ru

Malikov Sergey Alekseyevich - Researcher, Don Zonal Research Institute of Agriculture,

Rassvet, Russian Federation.

Contact telephone number: +7 928 771-09-23.

E-mail: dzni@mail.ru