Эффективность минимизации обработки почвы на посевах ячменя в чернозёме выщелоченном

Эффективность минимизации обработки почвы на посевах ячменя в чернозёме выщелоченном

В.В. Бутяйкин, к.с.-х.н., Мордовский ГУ

Ячмень — одна из важнейших зернофуражных и продовольственных культур Республики Мордовия, занимающая ведущее место среди зерновых по валовым сборам зерна и посевным площадям. Однако его урожайность остаётся нестабильной, что связано с нарушениями в технологии возделывания этой культуры и недостаточной изученностью отдельных вопросов агротехники. Кроме того, в последние годы возросли материальные и особенно энергетические затраты, что ведёт к увеличению себестоимости производства зерна. Вступление России в ВТО приведёт к ещё большему увеличению затрат на ресурсы, поэтому требуются новые подходы к разработке и оценке технологий возделывания зерновых культур.

В настоящее время в России всё большее распространение в растениеводстве получают ресурсосберегающие технологии, основанные на минимизации обработки почвы [1—3]. Применение таких технологий в агропромышленном комплексе является важнейшим средством повышения рентабельности и устойчивости производства. Сейчас по технологиям минимальной и нулевой обработки почвы обрабатывается не более 3—5% сельхозугодий страны. Для сравнения: в США без вспашки обрабатывается 37%, а в Германии — 26% площадей, причём эти страны являются крупнейшими экспортёрами зерна в мире. Главное преимущество таких технологий обработки почвы заключается в сокращении парка техники и экономии горюче-смазочных материалов. Но поверхностная и нулевая обработка — совершенно новые технологии земледелия, поэтому все агрономические мероприятия — подбор севооборотов, обработка почвы, борьба с сорняками и внесение удобрений должны проводиться по-новому [4—7].

Цель исследований — определить степень влияния минимизации основной обработки почвы и минеральных удобрений на продуктивность ячменя и фосфатный режим чернозёма выщелоченного.

Задачи исследований — изучить воздействие способов обработки почвы и разных доз минеральных удобрений на урожайность, качество зерна ячменя; выявить динамику фракционного состава минерального фосфора в чернозёмной почве.

Объекты и методы исследования. В 2007—2009 гг. на четырёхпольном зернопаропропашном севообороте МАПО «Восток» Республики Мордовия на ячмене (сорт Зазерский 85) был проведён двухфакторный полевой опыт. В качестве первого изучаемого фактора служили: отвальная (на глубину 20—22 см плугом с предплужником «Евро Диамант-2»), поверхностная (на глубину 8—10 см

БДТ-4, дискатором «Рубин») и нулевая обработка (прямой посев зерновой сеялкой «Джон Дир»), а в качестве второго фактора — разные дозы минеральных удобрений: 1 — без удобрений (контроль);

2 — ^4Р64К64; 3 — ^80Р80К80.

Предшественником была озимая пшеница. Содержание гумуса в пахотном слое — 6,94%, Р2О5 - 11,2 мг/100 г, К2О - 17,8 мг/100 г, рН -5,7. Площадь учётной делянки составляла 50 м2, повторность трёхкратная.

При определении качества зерна использовали следующие методики: ГОСТ 10845-98. Метод определения содержания крахмала, ГОСТ 1084064. Метод определения натуры, ГОСТ 12136-77. Метод определения экстрактивности ячменя, ГОСТ 10939-64. Метод определения засорённости, выравненности и крупности, ГОСТ 10846-91. Определение белка. Фракционный состав минеральных фосфатов определяли по Чангу-Джексону в модификации Гинзбург-Лебедевой, минеральный фосфор - по Сидерсу и Вильямсу.

Метеорологические условия в годы исследований различались между собой как по количеству осадков, характеру их распределения, так и по температуре воздуха в течение вегетации, что позволило дать более объективную оценку влияния изучаемых факторов на уровень урожайности и качество зерна.

Результаты обсуждения. Анализ показал, что в вариантах, где не применяли минеральные удобрения, наибольшая урожайность ячменя была получена при отвальной вспашке (табл. 1). Так, в этом варианте она была на 0,08 т/га выше, чем при поверхностной обработке почвы, и на 0,28 т/га больше, чем при нулевой.

На урожайность зерна большое влияние оказали фоны минерального питания. Они повышали её при всех изучаемых способах обработки почвы. С увеличением дозы минеральных удобрений возрастала урожайность культуры. Максимальная её величина - 29,9 ц/га в среднем за 3 года была получена на варианте с дозой К80Р80К80 при отвальной вспашке, а самая низкая - 23,8 ц/га при нулевой обработке почвы с дозой К64Р64К64. Замена обработки почвы прямым посевом снижала урожай ячменя.

Важнейшими биохимическими показателями качества зерна являются содержание белка и крахмала, технологическим свойством - экстрактив-ность. В нашем опыте эти показатели в большей степени зависели от минеральных удобрений, чем от обработки почвы (табл. 1). Так, содержание белка на вариантах без внесения удобрений оставалось практически одинаковым. Минеральные удобрения оказывали неоднозначное действие на биохими-

1. Влияние способов обработки почвы и доз минеральных удобрений на урожайность, качество ячменя

Способ обработки Минеральные удобрения Урожайность, ц/га Натура, г/л Крупность, % Белок, % Крахмал, % Экстрактивность, %

без удобрений 23,1 640 83 12,4 59,6 77,6

Отвальная 29,1 650 87 11,6 62,3 79,4

-^80Р80К80 29,9 654 87 12,6 62,6 79,8

без удобрений 22,3 637 83 12,2 59,8 77,2

Поверхностная N«№4 26,3 642 85 11,8 60,0 80,1

-^80Р80К80 26,7 645 85 12,2 60,4 80,5

без удобрений 20,3 635 82 12,4 58,0 77,1

Нулевая N«№4 23,8 638 84 11,8 61,2 78,0

-^80Р80К80 24,1 639 84 12,3 61,3 78,6

НСР05 0,23 0,32 0,42

2. Влияние способов обработки почвы и минеральных удобрений на фракционный состав фосфатов

Способ обработки Фон питания Слой почвы, см Минеральный Р2О5, мг-100 I- Фракции фос( >атов, мг-100 г

Са-Р1 Са-Р11 А1-Р Ее-Р Са-РШ сумма

Вспашка без №К 0 -10 10-20 77,2 76,8 2,0 1,4 2,4 2,2 16,8 16,4 13,1 12,9 23,6 22,3 57,9 55,2

-^290Р256К256 0-10 10-20 81,1 82,0 3,1 3,4 3,0 3,2 17,4 17,0 14.0 14.1 25,8 25,6 63,3 63,3

^342Р310К310 0-10 10-20 83,4 81,8 3,7 3,1 3,2 3,5 17.2 17.3 14,2 14,6 26,1 26,2 64,4 64,7

Поверхностная без №К 0-10 10-20 75,2 75,4 1,5 1,8 2,0 2,5 16,4 16,0 12,6 13,1 22,1 22,4 54,6 55,8

-^290Р256К256 0-10 10-20 83,8 79,6 3,5 2,1 3,2 2,6 17,4 16,8 14,3 13,5 24,7 22,0 63,1 57,0

^342Р310К310 0-10 10-20 83,9 80,0 4,0 2,7 3,6 2,9 17,4 16,8 14,4 13,6 26,2 22,8 65,6 55,8

Нулевая без №К 0-10 10-20 72,2 76,2 1,2 1,5 2,1 2,4 16,2 16,0 12,6 13,1 20,6 22,0 52,7 55,0

-^90Р256К256 0-10 10-20 84,0 76,0 3,9 2,2 4,0 2,9 17,5 16,0 14,7 13,2 27,3 22,6 67,4 56,9

^342Р310К310 0-10 10-20 84,9 76,0 4,6 2,2 4.6 2.7 17,5 16,1 14,8 13,2 28,6 22,9 70,1 57,1

ческие показатели качества зерна. Внесение дозы К64Р64К64 уменьшало содержание белка до 11,6—11%, а увеличение дозы удобрений до К80Р80К80 повысило его при поверхностной и нулевой обработке до 12,2—12,3%, а при отвальной — до 12,6%.

Увеличение дозы минеральных удобрений положительно воздействовало на натуру зерна, содержание крахмала, экстрактивность и на массу 1000 зёрен.

Следует отметить, что к сортам пивоваренного ячменя предъявляются особые требования, отличающиеся от требований к фуражному или продовольственному. Экстрактивность зерна должна быть не ниже 78%, содержание белка в нём — 9,0—11,5%, плёнчатость — не более 9% на абсолютно сухое вещество, масса 1000 зёрен — 42—45 г, крупность (сито 2,5 мм) — 85%. Применение неоправданно

высоких доз минеральных удобрений может привести к повышению белка, что в конечном итоге негативно скажется на пивоваренных свойствах зерна.

Об обеспеченности почв фосфором, а значит, растений можно судить по содержанию минеральных соединений фосфора, которые представляют особый интерес, т.к. заметно изменяются в пространстве и во времени [6—7]. С их количеством связано развитие растений в период вегетации. Результаты исследований показали, что в почве изменилось содержание фракционного состава минеральных фосфатов. Так, в слое 0—10 см на варианте опыта без применения удобрений сумма всех фракций по отвальной вспашке была выше на 3,3 и 5,2 мг/100 г почвы, чем с поверхностной и нулевой обработкой соответственно (табл. 2).

В то же время в слое 10-20 см наблюдалось некоторое их снижение, при этом по содержанию труднорастворимых фосфатов железа и алюминия фракции практически не отличались.

Внесение минеральных удобрений в течение трёх лет на вариантах с разными способами обработки почвы изменяло в слоях почвы не только количество минерального фосфора, но и соотношение их фракционного состава. Особенно сильно изменилось содержание рыхлосвязанных фосфатов, причём более заметно при нулевой обработке почвы. Так, в слое 0-10 см на этом варианте содержание легкорастворимых фосфатов кальция Са-Р1 и Са-Рп составило 3,9-4,8 мг/100 г почвы, а при поверхностной обработке - 3,2-4,0 мг/100 г почвы, что было выше, чем при вспашке. Вместе с тем наблюдалась дифференциация слоёв почвы по содержанию этих соединений. Если при отвальной вспашке уменьшилась разница в содержании между верхним и нижним слоем, то при поверхностной и нулевой обработке минеральные удобрения увеличивали её. Так, при нулевой и поверхностной обработке количество Са-Р1 и Са-Р11 в слое почвы 10-20 см находилось в пределах 2,2-2,9 мг/100 г почвы, а при вспашке - 3,0-3,5 мг/100 г почвы.

Применение удобрений повлияло и на количество труднорастворимых фосфатов, которые являются ближайшим резервом легкорастворимых соединений фосфора в питании растений. Отмечалось более интенсивное накопление высокооснов-

ных фосфатов Са-Рш в слое 0-10 см на варианте с нулевой обработкой почвы.

Выводы. Наибольший урожай зерна ячменя с более высокими показателями качества на чернозёмной почве формировался при использовании отвальной вспашки. Поверхностная и нулевая обработки уступали ей в формировании урожая культуры.

Повышение дозы минеральных удобрений приводило к увеличению урожайности зерна ячменя. Самый большой эффект был отмечен с внесением дозы К80Р80К80 при отвальной вспашке.

Минимизация обработки почвы приводила к дифференциации пахотного слоя почвы по содержанию подвижных соединений фосфатов кальция и в меньшей степени алюминия и железа.

Литература

1. Баранова В. В. Элементы ресурсосберегающей технологии в полевом севообороте // Земледелие. 2003. № 3. С. 18-19.

2. Куликова А.Х. Эффективность основной обработки почвы // Земледелие. 2004. № 6. С. 10-12.

3. Трусов В.И., Гармашов В.М., Витер А.Ф. и др. Качество продукции при различных приёмах основной обработки // Земледелие. 2012. № 6. С. 34-36.

4. Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Дубовик Д.В. Плодородие чернозёма типичного при минимизации основной обработки // Земледелие. 2012. № 4. С. 23-25.

5. Бутяйкин В.В., Аверкин П.М. Ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: матер. всерос. науч.-практич. конф. Саранск. 2010. С. 56-57.

6. Носко Б.С., Бабынин В.И., Гладких Е.Ю. Последействие удобрений на физико-химические и агрохимические свойства чернозёма типичного // Агрохимия. 2012. № 4. С. 3-14.

7. Минакова О.А., Александрова Л.В., Мельникова М.Г. Динамика фосфорного режима чернозёма выщелоченного при длительном применении удобрений в зернопаропропашном севообороте лесостепи Ц.Ч.Р // Агрохимия. 2013. № 5. С. 9-18.