ВЛИЯНИЕ ЗАСОРЁННОСТИ ПОСЕВОВ ЯЧМЕНЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЗОНЕ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

Научная статья

УДК: 633.16:631.8:631.559 (470.56) doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-104-108

Влияние засорённости посевов ячменя и минерального питания на урожайность в центральной зоне Оренбургской области*

Юрий Васильевич Кафтан

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН

Аннотация. В статье приведены результаты исследования за шесть лет (2015 - 2020 гг.) по засорённости посевов и урожайности ячменя в севооборотах и бессменном посеве в зависимости от сложившихся погодных условий вегетационных периодов, предшественников и фонов минерального питания. Исследования проведены на многолетнем стационарном опытном участке, почва которого представлена чернозёмами южными. По полученным данным установлено, что погодные условия вегетационных периодов характерно не влияют на засорённость посевов ячменя. В острозасушливые и засушливые периоды вегетации большинство сорняков (малолетние и многолетние), находясь в нижнем ярусе, хорошо подавляются посевами ячменя. Применение минеральных удобрений по всем видам предшественников приводит к увеличению количества как сорного компонента, так и урожайности ячменя. Самая высокая урожайность ячменя получена по предшественнику мягкая пшеница в последействии почвозащитного пара. В среднем за шесть лет исследований засорённость посевов ячменя по всем вариантам севооборотов оставалась практически одинаковой. Наименьшее количество сорняков отмечено на посевах ячменя при бессменном возделывании. Доказано, что уровень урожайности ячменя в основном зависит от метеорологических условий периода вегетации, количества малолетних и многолетних сорняков, предшествующих культур и внесения минеральных удобрений.

Ключевые слова: ячмень, предшественник, засорённость, погодные условия, урожайность, минеральные удобрения.

Для цитирования: Кафтан Ю.В. Влияние засорённости посевов ячменя и минерального питания на урожайность в центральной зоне Оренбургской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 104 - 108. doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-104-108.

Original article

Influence of infestation of barley crops and mineral nutrition on yield in the central zone of the Orenburg region

Yuri V. Kaftan

Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences

Abstract. The article presents the results of a study for six years (2015 -2020) on the weediness of crops and the yield of barley in crop rotations and permanent sowing, depending on the prevailing weather conditions of the growing seasons, predecessors and backgrounds of mineral nutrition. The studies were carried out on a long-term stationary experimental plot, the soil of which is represented by southern chernozems. According to the data obtained, it was established that the weather conditions of the growing seasons do not characteristically affect the infestation of barley crops. In severely arid and dry growing seasons, most weeds (juvenile and perennial), being in the lower tier, are well suppressed by barley crops. The use of mineral fertilizers for all types of predecessors leads to an increase in the amount of both the weed component and the yield of barley. The highest yield of barley was obtained from the predecessor soft wheat in the aftereffect of soil-protective fallow. On average, over six years of research, the weediness of barley crops for all crop rotation options remained practically the same. The smallest amount of weeds was noted on barley crops during continuous cultivation. It has been proven that the level of barley yield mainly depends on the meteorological conditions of the growing season, the number of small-year and perennial weeds, previous crops and the application of mineral fertilizers. Key words: barley, predecessor, weediness, weather conditions, productivity, mineral fertilizers.

Keywords: predecessor, weediness, barley, weather conditions, yield, mineral fertilizers.

For citation: Kaftan Yu.V. Influence of infestation of barley crops and mineral nutrition on yield in the central zone of the Orenburg region. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 90(4): 104 - 108 (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-104-108.

Сорные растения являются постоянным компонентом агроэкосистем. На современном этапе развития сельскохозяйственного производства для получения планируемых урожаев большое значение имеет оптимизация фитосанитарной обстановки, благодаря использованию достижений сельскохозяйственной науки в сочетании с

агротехническими мероприятиями, направленными на минимализацию применения химических средств защиты растений.

В сложившихся условиях применение химических средств защиты растений должно стать дополнением к агротехническим приёмам, включающим в себя научно обоснованные сево-

* Исследование выполнено в соответствии с планом НИР на 2020 - 2021 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-2019-0003).

обороты, систему обработки почвы, современную уборку урожая [1, 2]. По полученным данным, средний уровень потерь урожая от сорняков в Российской Федерации составляет 15 %. На любом поле рядом с агрокультурами, которые выращиваются для продовольствия и фуража, произрастают сорняки. Основной причиной вредоносности сорняков является конкуренция между растениями за элементы питания, влагу и свет, что ведёт к их перераспределению, и чаще не в пользу полевых культур.

При совместном произрастании культурных и сорных растений происходит снижение урожая. При этом чем больше биомасса сорняков, тем меньше биомасса культурных растений, а значит, ниже урожай [3]. Имея мощную корневую систему, сорняки поглощают огромное количество воды. Многие сорные растения, такие, как овсюг, ромашка, щирица и осот, расходуют в отдельные периоды вегетации влаги в 1,5 - 2 раза больше, чем культурные. На засорённых полях влажность почвы в корнеобитаемом слое понижается на 2 - 5 %. Сорняки ухудшают условия освещённости культурных растений, количество солнечной энергии, потреблённой последними, может уменьшаться до 25 - 30 %. В таких условиях рост и развитие замедляется и, как следствие, происходит снижение урожайности [4].

За последние годы увеличиваются площади зерновых культур в структуре пашни, это ведёт к повышению потенциального запаса сорняков и ухудшению фитосанитарного состояния в агро-экосистемах. Научно обоснованное чередование культур в севообороте и соответствующие агротехнические приёмы способствуют уменьшению засорённости полей [5].

Опыт и практика показывают, что более успешно и с меньшими затратами можно вести борьбу с сорняками в системе севооборотов при правильном чередовании сельскохозяйственных культур. Особую роль в подавлении сорной растительности играют чёрные пары. Влияние чёрного пара на снижение засорённости было заметным в 4-м и 5-м полях севооборота. Однако сороочищающая роль проявлялась не во все годы [6]. В борьбе с сорной растительностью занятые и сидеральные пары незначительно уступали чёрному пару. Засорённость посевов сельскохозяйственных культур в засушливых регионах во многом зависит от погодных условий вегетационного периода. В отдельные годы количество малолетних сорняков бывает очень большим, но так как они находятся в нижнем ярусе, то хорошо подавляются культурными растениями. Но во влажный период во второй половине лета, когда прекращается рост зерновых культур, сорняки выходят из нижнего яруса, что значительно затрудняет уборку урожая, при задержке которой они могут осыпаться, повы-

шая тем самым потенциальную засорённость будущих посевов. Для многолетних сорняков погодные условия незначительно оказывают влияние на рост и развитие из-за мощной корневой системы, которая проникает вглубь до 1 м и более. Всходы многолетников появляются даже при иссушённом верхнем слое при дефиците влаги [7].

При применении удобрений создаются благоприятные условия для развития культурных растений, а также усиливается и рост сорняков, которые глушатся в определённой степени культурами, всё же увеличивая засорённость. Многочисленными опытами установлено, что с 1 га пашни с сорняками выносится примерно 20 - 26 кг/га питательных элементов, из них азота 6 кг (24 %), фосфора - 9 (36 %) и калия 11 кг/ га (40 %). При засорённости ячменя малолетними сорняками в количестве 30 шт/м2 теряется в среднем 5 % основных элементов питания. Осот розовый выносит из почвы в 3 раза больше азота, в 1,5 раза - фосфора, в 5 раз - калия, чем ячмень [8, 9].

Чтобы восполнить потери в макроэлементах, вносятся минеральные и органические удобрения для положительного доминирования над сорняками при соблюдении всех норм агротехники [10].

Возделывание в севооборотах ярового ячменя, обладающего средней конкурентоспособностью, в сочетании с рациональными агротехническими приёмами в значительной степени улучшает фитосанитарное состояние почвы и повышает урожайность зерна [11].

По данным С.И. Зинченко и других авторов, засорённость посевов повышается по мере удаления культуры от чистого пара. Нарастание сорной растительности всех биологических групп происходит на третий и в последующие годы. К концу ротации происходит постепенное увеличение как малолетних, так и многолетних сорняков, достигая максимума в последнем поле севооборота [13, 14]. Такая закономерность подтверждается в наших многолетних исследованиях, проводимых в Федеральном научном центре.

Цель работы заключается в определении влияния засорённости и минерального питания на урожайность ячменя в засушливых условиях в центральной зоне Оренбургской области.

Материал и методы. Исследования проведены в длительном стационаре, заложенном в 1990 г. Оренбургским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства на территории бывшего ОПХ им. Куйбышева возле п. Нежинка Оренбургского района.

Полевое исследование проводили с 2015 по 2020 г. по засорённости и урожайности ячменя в севооборотах и бессменно. Опыт вели на удобренном и неудобренном фоне питания. Под

непаровые предшественники на одной половине делянок поперёк под основную обработку вносили N40P40 действующего вещества на 1 га, другую часть делянок изучали без удобрений.

Схема исследований представлена четырьмя вариантами: I. Ячмень после мягкой пшеницы в последействии чёрного пара (контроль); II. Ячмень после мягкой пшеницы в последействии почвозащитного пара; III. Ячмень после мягкой пшеницы в последействии сидерального пара; IV. Ячмень (бессменно).

Размер делянок на удобренном фоне -14,4 х 30 м = 432 м2, на неудобренном фоне -14,4 х 60 м = 864 м2 первого порядка и 7,2 х 30 м = 216 м2 и 7,2 х 60 м = 432 м2 второго. Наблюдения проводили в 10 точках делянки на двух несмежных повторениях количественным и количественно-весовым методами в фазу кущения и перед уборкой.

Почва опытного участка - чернозём южный карбонатный малогумусный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса составляет 3,2 - 4,0 %, общего азота в почве - 0,20 - 0,31 %, общего фосфора -0,14 - 0,22 %, обменного калия - 30 - 38 мг на 100 г почвы. Реакция почвенного раствора рН равняется 7,0 - 8,1. В опыте высевали с помощью сеялки СЗП-3,6 сорт ячменя Анна с нормой высева 3,8 млн шт. всх. семян на 1 га. Посевы на опытных делянках прикатывали кольчато-шпоровыми катками.

На опытном участке в посевах ячменя наблюдалось наибольшее распространение следующих сорняков: из малолетних - щирицы запрокинутой (Amarahthus retrofllexus), лебеды, мари белой (Che-nopodium album L), проса куриного (Echinochloa crus galli), щирицы жмидновидной (Amaranthus blithoides); из многолетних - молокана татарского (Lactuca tatarica), вьюнка полевого (Convolvulus arvehsis), осота жёлтого (Sonchus arvensis). Учёт урожайности ячменя на делянках проводили селекционным комбайном «Сампо-500».

Погодные условия вегетационных периодов за годы исследования представлены Оренбургским гидрометцентром. Агротехника и технология возделывания ячменя - принятая для центральной зоны Оренбургской области.

Результаты исследования. Засорённость ячменя после мягкой пшеницы в последействии различных видов пара и бессменно изучали в течение шести лет (2015 - 2020 гг.) в севооборотах и бессменном посеве. За годы исследования погодные условия вегетационных периодов незначительно повлияли на засорённость посевов ячменя как малолетними, так и многолетними сорняками. В острозасушливые годы, такие, как 2016, 2018 и 2020 годы (ГТК = 0,38, 0,39 и 0,30), при быстром нарастании температуры происходило иссушение верхнего слоя почвы, поэтому малолетние сорняки не всходили.

При развитии многолетних сорняков погодные условия незначительно оказывают влияние, так как они образуют мощную корневую систему даже при высушенным верхнем слое почвы. В засушливые 2015, 2017 и 2019 гг. на посевах ячменя по всем видам предшественников и бессменно возрастало количество сорных растений (табл. 1). В результате последействия различных видов пара к концу ротации севооборотов происходило постепенное увеличение количества сорняков, как малолетних, так и многолетних, вне зависимости от фона минерального питания. В период всходов ячменя засорённость по всем вариантам была практически выше в 2,5 раза по сравнению с периодом перед уборкой на обоих фонах питания. К уборке количество сорняков, как малолетних, так и многолетних, снижалось независимо от предшественника и фона питания. Это объясняется тем, что малолетние сорняки находились в нижнем ярусе посевов ячменя и хорошо ими подавлялись.

Засорённость многолетними сорняками в основном зависит от варианта севооборота, так, во все годы наблюдений перед уборкой наименьшее их количество наблюдалось в I варианте - ячмень после мягкой пшеницы в последействии чёрного пара. При применении удобрений по всем вариантам количество сорняков всегда было выше, особенно в благоприятные годы. Эти данные подтверждаются нашими результатами и других исследователей [14, 15]. При применении удобрений, создающих благоприятные условия для развития ячменя, усиливается рост сорняков, которые глушатся в определённой степени ячменём в силу своих морфофизиологических особенностей и увеличивают засорённость.

Следует отметить, что в среднем за шесть лет исследований по засорённости посевов ячменя однолетними и многолетними сорными растениями по всем вариантам изучения засорённость была практически одинаковой. Исключение составлял лишь вариант опыта возделывания ячменя бессменно, где перед уборкой многолетних сорняков содержалось 8,5; 3,0; 1,5 шт. на удобренном и 10,8; 7,8; 7,6 шт. на 1 м2 - на неудобренном фонах питания соответственно. Результаты по засорённости посевов ячменя показали, что погодные условия, внесение минеральных удобрений и предшественник существенно не влияли на количество сорных растений, как малолетних, так и многолетних, на всех вариантах опыта. Наименьшая урожайность ячменя получена в острозасушливом 2015 г. и составляла от 0,24 до 0,25 т на удобренном и от 0,23 до 0,24 т с 1 га - на неудобренном фонах питания (табл. 2). Это наблюдение объясняется неблагоприятными погодными условиями вегетационного периода.

1. Засорённость посевов ячменя в зависимости от предшественника и фона минерального питания

Сорняк Предшественник

яровая мягкая пшеница по чёрному пару яровая мягкая пшеница по почвозащитному пару яровая мягкая пшеница по сидеральному пару ячмень

количество сорняков, шт/м2

по всходам перед уборкой по всходам перед уборкой по всходам перед уборкой по всходам перед уборкой

Малолетние 90,8 74,8 34,0 25,0 89,3 71,3 28,5 22,0 90,5 75,8 27,0 21,8 73,3 52,3 25,5 14,2

Многолетние 6,8 3,0 2,5 1,5 7,0 5,0 3,2 2,0 5,6 5,3 3,3 3,0 4,3 3,8 2,5 2,2

Всего 97,6 77,8 36,5 26,5 96,3 76,3 31,7 24,0 96,1 81,1 30,3 24,8 77,6 56,1 28,0 16,4

Среднее по двум фонам питания 88,0 31,5 86,3 27,9 88,6 27,6 66,7 22,2

Примечание: над чертой - удобренный фон, под чертой - неудобренный. 2. Урожайность ячменя в зависимости от предшественника и фона минерального питания, т с 1 га

Культура, предшественник Год Среднее НСР05

2015 2016 2017 2018 2019 2020

Ячмень по мягкой пшенице в последействии чёрного пара 0,25 0,24 1,23 1,08 3,17 2,65 0,52 0,32 1,44 1,27 1,62 1,26 1,37 1,14 1,08 0,91

Ячмень по мягкой пшенице в последействии почвозащитного пара 0,26 0,23 1,36 1,03 3,25 2,79 0,54 0,40 1,69 1,20 1,54 1,27 1,44 1,15 1,10 0,95

Ячмень по мягкой пшенице в последействии сидерального пара 0,24 0,23 1,12 0,98 3,10 2,65 0,59 0,46 1,71 1,51 1,64 1,41 1,40 1,21 1,06 0,91

Ячмень (бессменно) 0,26 0,23 0,61 0,53 2,85 2,48 0,47 0,44 1,45 1,03 1,23 0,93 1,14 0,94 0,99 0,85

НСР05 АВ = 0,10 НСР05 А = 0,07; НСР05 В = 0,10

Примечание: над чертой удобренный фон, под чертой неудобренный; НСР05 А - удобрение; НСР05 В - предшественник; АВ - взаимодействие факторов.

Самая высокая урожайность ячменя отмечалась в 2017 г. по II варианту - мягкая пшеница в последействии почвозащитного пара и составляла 3,25 т на удобренном и 2,79 т с 1 га - на неудобренном фонах питания. При внесении минеральных удобрений урожайность зерна ячменя была выше по всем вариантам опыта. По остальным предшественникам севооборотов наблюдалась практически одинаковая урожайность ячменя.

Выводы. На засорённость посевов ячменя погодные условия вегетационных периодов исследуемых лет не оказали заметного влияния, так как наблюдалось чередование засушливых и острозасушливых лет, что предотвратило всплеск засорённости малолетними сорняками. Они находились в нижнем ярусе и хорошо подавлялись посевами ячменя. Что касается многолетних сорняков, то даже в конце ротации они находились ниже экономического порога вредоносности, что не сказалось на снижении урожайности.

Заметную роль в повышении засорённости посевов малолетними и многолетними сорняками по всем предшественникам сыграл фон минерального питания. После внесения минеральных удобрений отмечено максимальное количество

сорных растений по сравнению с неудобренным фоном питания. В целом засорённость посевов ячменя малолетними и многолетними сорняками снижается к периоду уборки.

Урожайность ячменя как последней культуры севооборота за годы исследования в основном зависит от погодных условий вегетационных периодов, предшественников, минеральных удобрений и количества засорённости посевов малолетними и многолетними сорняками.

Литература

1. Захаренков В.А. Теоретические основы управления сорным компонентом агроценоза в системах земледелия. М.: Изд-во ТСХА, 2000. 468 с.

2. Корчагин В.А. Избранные труды. Самара, 2003. 397 с.

3. Артохин К.С. Сорные растения. М.: Изд-во «Печатный город», 2007. 176 с.

4. Камалеев Р. Д. Агроэкономическая, энергетическая и экологическая оценка паровых звеньев севооборотов на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья: дис. ... канд. с.-х. наук. Оренбург, 2007. 163 с.

5. Дериглазова Г.М. Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья: дис. ... д-ра с.-х. наук. Оренбург, 2013. 274 с.

6. Дудкин И.В., Дудкина Т.А. Засорённость посевов ячменя в различных севооборотах // Земледелие. 2010. № 6. С. 31 - 33.

7. Митрофанов Д.В., Кафтан Ю.В., Скороходов В.Ю. Влияние засорённости посевов на урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от вида предшественника и фона питания на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья // Ресурсосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве. Оренбург, 2010. С. 214 - 219.

8. Защита растений на Среднем Урале / ГНУ Уральский НИИСХ Россельхозакадемии. Екатеринбург, 2012. 184 с.

9. Вынос химических элементов зерновыми культурами и сорными растениями / А.В. Ряховский, В.Н. Яичкин, Н.А. Корнева [и др.] // Наука и хлеб: сборник научных работ РАСХН ОНИИСХ. Оренбург, 2002. Вып. 9. С. 250 - 254.

10. Ториков В.Е., Мельникова О.В., Клименков Ф.И. Засорённость посевов ячменя в зависимости от условий минерального питания // Вестник Брянской

государственной сельскохозяйственной академии. 2007. № 5. С. 37 - 41.

11. Воробьёв С.А. Севооборот в специализированных хозяйствах Нечерноземья // Россельхозиздат, 1982. 216 с.

12. Зинченко С.И. Основы обработки чернозёмов. М., 2006. 246 с.

13. Мельцаев И.Г., Лашинина А.Э. Фитосанитарное состояние агрофитоценозов и их урожайность в зависимости от технологий возделывания // Владимирский земледелец. 2018. № 2 (84). С. 28 - 31.

14. Кафтан Ю.В. Влияние предшественников и минеральных удобрений на засорённость посевов яровой мягкой пшеницы в Оренбургском Предуралье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (83). С. 34 - 37.

15. Таскаева А.Г. Теория и практика борьбы с сорной растительностью при интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур на Южном Урале // Борьба с сорняками при возделывании сельскохозяйственных культур: сб. науч. тр. М.: Агропромиздат, 1988. С. 66 - 71.

Юрий Васильевич Кафтан, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник. ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук». Россия, 460051. г. Оренбург, пр-т Гагарина, 27/1, yura.kaftan@mail.ru

Yuri V. Kaftan, Candidate of Agriculture, Leading Researcher. Federal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences. 27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia, yura.kaftan@mail.ru

-♦-