Влияние обработки почвы на элементы плодородия и урожайность пшеницы в лесостепной зоне Красноярского края

УДК 633.13

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ЭЛЕМЕНТЫ ПЛОДОРОДИЯ И УРОЖАЙНОСТЬ ПШЕНИЦЫ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Н.В. ПЕТРОВСКИЙ1, кандидат технических наук, директор

В.Н. РОМАНОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник В.М. ЛИТАУ1, научный сотрудник В.К. ИВЧЕНКО2, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой

красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, просп. Свободный, 66, Красноярск, 660041, Российская Федерация

2Красноярский государственный аграрный университет, просп. Мира, 90, Красноярск, 660049, Российская Федерация

Резюме. Исследования проводили с целью изучения возможности повышения продуктивностияровой мягкой пшеницы при снижении экономических, трудовых и энергетических затрат за счет сокращения механической нагрузки на почву. Работу выполняли в 2013-2015 гг. в стационарном полевом опыте (пар - пшеница - рапс - ячмень - овес), развернутом на территории производственного центра Красноярского НИИСХ, (д. Минино, Красноярский край). Почва - чернозем обыкновенный маломощный среднесуглинистый (агрочернозем криогенно-мицеллярный) с высоким содержанием гумуса (7,9-9,6%). Пробы для анализа отбирали после посева, в середине вегетации и после уборки урожая выращиваемых культур. Посев пшеницы проводили без удобрений и на фоне аммиачной селитры. Предшественник - пар. Результаты исследований подтверждают положительное влияние уменьшения интенсивности обработки почвы и полного отказа от нее на динамику почвенной влаги. Мульча из растительных остатков и измельченной соломы в количестве 9-13 т/га, способствует сохранению доступной влаги. Урожайность яровой пшеницы по пару без удобрений в среднем за 2013-2015 гг. в варианте с прямым посевом составила 17,2 ц/га, в контроле - 21,1 ц/га. Внесение аммиачной селитры в дозе 1 ц/га увеличивало урожайность в среднем на 1,3-6,1 ц/га, более высокая эффективность удобрений отмечена на фоне минимальной обработки. Затраты на подготовку почвы дискатором осенью достигли 533,4 руб./га, расход топлива -16,8 л/га, при зяблевой вспашке величины этих показателей были равны 610,8 руб./га и 29,3 л/га, соответственно, при химической подготовке пара - 252,7руб./га и 5,9 л/га. Ключевые слова: зерновые культуры, яровая пшеница, влажность почвы, осадки, доступная влага, лесостепь, вспашка, дискование, урожайность.

Для цитирования: Влияние обработки почвы на элементы плодородия и урожайность пшеницы в лесостепной зоне Красноярского края / Н.В. Петровский, В.Н. Романов, В.М. Литау, В.К. Ивченко// Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №6. С. 77-79.

Яровая пшеница - ведущая зерновая культура в Красноярском крае. Площадь ее посевов достигает 748 тыс. га [1]. В условиях Красноярской лесостепи основной лимитирующий фактор повышения продуктивности пшеницы - влага, потребность культуры в которой в течение вегетации различна [2]. В лесостепной зоне края ресурсы продуктивной влаги ограничены и зависят, прежде всего, от количества и распределения осадков. Послеуборочные осенние дожди и снег (сентябрь - март), весенние (май) предпосевные осадки пополняют запасы влаги в почве.

В последние 20 лет ученые и метеорологи отмечают постепенное повышение среднегодовой температуры воздуха и увеличение количества осадков [3]. За сентябрь -октябрь в районе исследований выпадает 41 мм (среднее

за 28 лет), зимой (в ноябре - марте) - 55 мм, в апреле -мае - 46 мм. Сезонный ритм влажности почвы определяют тип агроценоза и фактор «обработка почвы» [4].

В связи с изложенным необходима разработка элементов энергосберегающих технологий возделывания культур с высокой экологической и хозяйственной эффективностью, основанных на применении современных технических и химических средств в полевых и кормовых севооборотах. Изучение эффективности прямого посева на обыкновенных черноземах позволит усовершенствовать технологии возделывания, наиболее распространенных культур: пшеницы, ячменя, овса и рапса.

Цель наших исследований - усовершенствование технологии возделывания культур в полевом севообороте в условиях адаптивно-ландшафтной системы земледелия для лесостепи Красноярского края.

Условия, материалы и методы. Опыт проведен в условиях Красноярской лесостепи (географические координаты: 56°03' северной широты и 92°42' восточной долготы) на базе производственного центра Красноярского НИИСХ (Минино) в 2013-2015 гг.

Почва - чернозем обыкновенный маломощный сред-несуглинистый (агрочернозем криогенно-мицелярный). Содержанием гумуса в слое 0-20 см 7,9-9,6%, фосфора - 5-7 мг/100 г, калия - 21-23 мг/100 г. Реакция среды - слабощелочная (рНвод - 7,1-7,8), сумма обменных оснований - высокая (40,0-45,2 мг-экв/100 г). Предельная полевая влагоемкость (ППВ) метрового слоя почвы составляет 323 мм общей влаги, в том числе 159 мм - доступной. Устойчивое завядание растений наступает при влажности метрового профиля 11,7%, (уровень 1,5 МГ), или при 132 мм недоступной влаги.

Погодные условия оценивали по данным метеостанции «Минино» [5]. Количество осадков в мае - августе 2013-2015 г. в среднем составило 266 мм (среднее многолетнее - 270 мм). При этом в 2013 г. выпало 233 мм, в 2014 г. - 350 мм, в 2015 г. - 215 мм.

Схема двухфакторного опыта предусматривала следующие варианты: способ обработки почвы (фактор А) -зяблевая вспашка на глубину 20-22 см (контроль), осенняя обработка дискатором БДМ-6 «Рубин» на 8-10 см, прямой посев; условия минерального питания (фактор Б) - без удобрений (контроль), аммиачная селитра в дозе 1 ц/га. Исследования проводили в пятипольном полевом севообороте: пар - пшеница - рапс - ячмень - овес. В опыте выращивали пшеницу сорта Новосибирская 29.

Опыт заложен методом расщепленных делянок. Размер делянок первого порядка (обработка почвы) -440 м2, второго порядка (удобрения) - 220 м2, учетная площадь - 65,4 м2. Повторность опыта трехкратная.

Аммиачную селитру вносили перед посевом культур сеялкой СЗ-3,6. Система защиты растений предусматривала обработку посевов в фазе полных всходов зерновых культур гербицидами Магнум, 10 г/га + Эверест, 30 г/га в смеси с инсектицидом против блошки Борей. В варианте с прямым посевом до появления всходов культурных растений применяли гербицид Торнадо 500 в дозе 8 г/га. В конце июня (фаза выхода в трубку) во всех вариантах опыта проводили обработку гербицидом Пума Супер 7,5 против сорно-полевого просо.

Таблица 1. Запасы доступной влаги в фазе кущения пшеницы

Вариант обработки почвы Содержание влаги, мм

2013 г. 2014 г. 2015 г. средняя

Вспашка (контроль) 0 15 7 7,3

Дискование 13 19 17 16,3

Прямой посев (No-till) 19 21 18 19,3

В паровом поле применяли такие же системы обработки почвы, как и в других полях севооборота (в варианте с прямым посевом проводили обработку гербицидами сплошного действия).

В исследованиях использовали классические методики [6, 7]. Структурный состав почвы определяли по Саввинову [8], влажность - термовесовым методом [9], содержание нитратного азота - с помощью ион-селективного электрода. Учет урожая осуществляли парцеллярно, комбайном Сампо-500. Математическую обработку данных проводили методом многофакторного дисперсионного анализа с использованием пакета программ «8пес1еког» [10].

Результаты и обсуждение. В течение трех лет наблюдений установлена тенденция увеличения плотности почвы на участках с минимальной обработкой и прямым посевом. После вспашки она составляла 0,98 г/см3, в вариантах с дискованием и без обработки почвы - 1,13 г/см3. Устойчивой закономерности в изменении структурного состояния почвы в зависимости от системы обработки не выявлено, в пахотном горизонте оно оставалось удовлетворительным.

Влажность почвы в фазе всходов пшеницы различалась в зависимости от фитоценоза (пар, пшеница) и технологии обработки почвы. Минимализация и отсутствие обработки позволили сформировать на поверхности и в верхнем горизонте почвы мульчирующий слой из растительных остатков и измельченной соломы в количестве 9-13 т/га. Мульча способствовала сохранению влаги в слое 0-20 см. Наблюдения, проведенные в период всходов пшеницы, показали отсутствие существенной дифференциации в слое 0-20 см.

В фазе кущения пшеницы отмечены незначительные различия по влажности почвы в слое 0-50 см в зависимости от способа обработки. На участках без обработки она составила 16,1-17,2%, после осеннего дискования - 15,2-17,4%, в контроле - 18,3%. На обработанных участках парового поля влажность почвы в этот период достигала 19,6%, на необработанных -21,1 %. К середине вегетации запасы доступной влаги в слое 0-50 см в контроле снижались до 0-15 мм (табл. 1). После дискования величина этого показателя составляла 13-19 мм, без обработки - 18-21 мм.

Содержание нитратов к посеву культуры по вспашке находилось на уровне 18-26 мг/кг, при дисковании - 1922 мг, без обработки - 15-21 мг/кг почвы.

Засоренность агроценоза перед уборкой урожая в варианте с прямым посевом достигала 828 шт./м2. Ис-

пользование дискатора способствовало ее снижению до 117 шт./м2, вспашки - до 20-35 шт./м2. Применение гербицидов Магнум и Эверест обеспечивало уничтожение осота (Cirsiumarvense, Sonchusarvensis), частично конопли (Kannabis ruderalis, Kannabis sativa) и щирицы (Amarantus hybridus). Дополнительная обработка препаратом Пума Супер 7,5 замедляла рост сорно-полевого просо (Panikum dichotomiflorum), сорняк оставался в нижнем ярусе фитоценоза, но успевал сформировать семена.

В 2015 г., после трехлетнего изучения приемов обработки, урожайность зерна пшеницы без удобрений по вспашке (контроль) составила 37,0 ц/га (табл. 2), по осеннему дискованию - 36,8 ц/га, в варианте без обработки почвы - 35,4 ц/га (НСР05 = 2,84 ц/га). Удобрения повысили урожайность при обработках почвы на 2,2 и 6,2 ц/га, при прямом посеве - на 5,7 ц/га (НСР05 = 2,98 ц/га).

Таблица 2. Урожайность яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания, КНИИСХ «Минино»

Вариант обработки Фон удобрений Урожайность, ц/га

2013 г. 1 2014 г. 2015 г. средняя

Вспашка без удобрений 11,2 15,1 37,0 21,1

(контроль) аммиачная селитра 15,4 17,0 39,2 23,8

Дискование без удобрений 10,1 10,3 36,8 19,2

аммиачная селитра 16,1 17,0 43,0 25,3

Прямой без удобрений 9,2 3,3 35,4 17,2

посев аммиачная селитра 10,3 4,2 41,1 18,5

НСР05 фактор А (обработка) 1,43 2,12 2,84 -

фактор В (удобрения) 1,92 2,71 2,98 -

Сбор зерна пшеницы без удобрений в среднем за 2013-2015 гг. составил 17,2-21,1 ц/га. Превосходство отвальной обработки в этих вариантах было очевидным. В среднем за 3 года различия урожайности культуры по вспашке, в сравнении с минимальной обработкой почвы и вариантом с прямым посевом, составили 1,9 и 3,9 ц/га. Предпосевное внесение аммиачной селитры повысило продуктивность культуры при этом наибольшая урожайность отмечена в варианте с минимальной системой, в котором она была выше, чем при отвальной, на 1,5 ц/га, а по сравнению с прямым посевом на 5,3 ц/га.

Затраты на подготовку почвы осенью дискатором составили 533,4 руб./га, расход топлива - 16,8 л/га, при зяблевой вспашке величины этих показателей были равны 610,8 руб./га и 29,3 л/га, при химической подготовке - 252,7 руб./га и 5,9 л/га.

Выводы. Минимализация основной обработки и прямой посев способствуют сохранению доступной влаги в слое почвы 0-50 см больше, чем в контроле, благодаря наличию мульчирующего слоя из растительных остатков.

Изучаемые системы обработки почвы не оказывали существенного влияния на уровень обеспеченности нитратным азотом.

Отмечен рост засоренности посевов при уменьшении интенсивности обработки почвы с 35 шт./м2 в варианте со вспашкой до 828 шт./м2 при прямом посеве.

Урожайность яровой пшеницы по пару без удобрений, в среднем за 2013-2015 гг. в варианте с прямым посевом составила 17,2 ц/га, в контроле - 21,1 ц/га. Внесение аммиачной селитры в дозе 1 ц/га повышало урожайность в среднем на 1,3-6,1 ц/га, более высокая эффективность удобрений отмечена на фоне минимальной обработки.

Литература.

1. Агропромышленный комплекс Красноярского края в 2012 г. Красноярск: ООО «Знак», 2014. 194 с.

2. Келер В.В. Роль метеорологических факторов в формировании урожайности яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края// Наука: опыт, проблемы, перспективы развития. Красноярск: КрасГАУ, 2012. Ч.2. С. 210-213.

3. Создание высокопродуктивных сортов ячменя восточносибирской селекции в условиях глобального изменения климата / Н.А. Сурин, Н.Е. Ляхова, С. А. Герасимов, А.Г. Липшин//Достижения науки и техники АПК. 2014. Т. 28. №6. С. 3-7.

4. Агрофизическое состояние чернозема и продуктивность рапса, возделываемого по ресурсосберегающим технологиям в Красноярской лесостепи / Н.Л. Кураченко, В.Л. Колесникова, А.С. Колесников, В.Н. Романов // Плодородие. 2015. №3. С. 19-21.

5. Агрометеобюллетени АМС «Минино» за 2011-2015 гг.

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропроиздат, 1985. 352 с.

7. Качинский Н.А. Физика почв. М.: Высшая школа, 1963. 360 с.

8. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Из-во МГУ, 1970. 487 с.

9. Александрова Л.Н., Найденова, О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Колос, 1967. 350 с.

10. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. Новосибирск: ГУП РПО СО РАСХН, 2004. 162 с.

INFLUENCE OF SOIL CULTIVATION ON FERTILITY INDICATORS AND YIELD OF WHEAT IN FOREST-STEPPE ZONE OF KRASNOYARSK KRAI

N.V. Petrovsky1, V.N. Romanov1, V.M. Litau1, V.K. Ivchenko2

'Krasnoyarsk Research Institute of Agriculture, prosp. Svobodnyi, 66, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Krasnoyarsk State Agrarian University, prosp. Mira, 90, Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation

Summary. The experiments were carried out to study the possibility of increase in the productivity of spring wheat with decrease in economic, labor and energy costs by reducing mechanical load on the soil. The researches were carried out in 2013-2015 in a stationary field experiment (fallow, wheat, rape, barley, oats) on the territory of the industrial center of Krasnoyarsk Agricultural Research Institute, (der. Minino, Krasnoyarsk Krai). The soil was ordinary chernozem, low-thick, medium loamy (cryogenic micellar agrochernozem) with a high content of humus (7.9-9.6%). Samples for analysis were taken after sowing, in the middle of vegetation and after harvesting of the crops. The sowing of wheat was carried out without fertilizers and against the background of ammonium nitrate. The preceding crop was fallow. The results confirm the positive effect of reducing the intensity of tillage and complete refusal of it on the dynamics of soil moisture. Mulch from crop residues and chopped straw in the dose of 9-13 t/ha contributes to the conservation of available moisture. On the average over 2013-2015 the productivity of spring wheat after fallow was 1.72 t/ha in the variant with direct sowing and 2.11 t/ha in the control. Application of ammonium nitrate in the dose of 100 kg/ha raised the yield on the average by 130-610 kg/ha; fertilizers were more effective against the background of minimal cultivation. The cost of preparation of the soil with a disc cutter in autumn reached 533.4 rub./ha, the fuel consumption was 16.8 l/ha; with the plowing the values of these parameters were equal to 610.8 rub./ha and 29.3 l/ha, respectively; with chemical preparation of fallow field - 252.7 rub./ha and 5.9 l/ha.

Keywords: cereal crops, spring wheat, soil moisture, precipitation, available moisture, forest-steppe, plowing, disking, yield. Author Details: N. V. Petrovsky, Cand. Sc. (Techn.), director, V. N. Romanov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: krasniish@ yandex.ru); V.M. Litau, research fellow; V.K. Ivchenko, D. Sc. (Agr.), head of department

For citation: Petrovsky N.V., Romanov V.N., Litau V.M., Ivchenko V.K. Influence of Soil Cultivation on Fertility Indicators and Yield of Wheat in Forest-Steppe Zone of Krasnoyarsk Krai. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2016. V.30. No. 6. Pp. 77-79 (in Russ.).

-ПАМЯТИ УЧЕНОГО

САВЕЛЬЕВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ

действительный член (академик) Российской академии наук, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор ФГБНУ ВНИИГиСПР

07 июня 2016 г. на 68 году безвременно ушел из жизни академик Н.И. Савельев.

Николай Иванович родился 25 марта 1949 г. в д. Починки Вознесенского района Горьковской области. Вся профессиональная деятельность ученого была связана с Всероссийским НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В.Мичурина, в котором он прошел путь от практиканта-рабочего (1971), старшего лаборанта (1972), младшего и старшего научного сотрудника (19761986), заведующего лабораторией (1986-1991), заместителя директора (19911997) до директора (1997-2016).

Н.И. Савельев известный ученый в области генетики и селекции плодовых культур, академик (2005), доктор сельскохозяйственных наук (1998), профессор (2000), заслуженный деятель науки Российской Федерации (2011). Им разработаны и усовершенствованы теоретические основы и новые методы селекции, базирующиеся на частной генетике селектируемых признаков, ДНК-маркировании и андрогенезе. Сформирована уникальная рабочая генетическая коллекция, создано более 30 новых высокопродуктивных, зимостойких, устойчивых к болезням с ценным биохимическим составом сорта яблони, груши, рябины, черешни, абрикоса для потребления в свежем виде и производства продуктов питания функционального назначения. Получено 27 авторских свидетельств и патентов на новые методы селекции и сорта. Опубликовано более 500 научных работ, в том числе 4 монографии, 14 книг, 6 методических рекомендаций и 7 учебных пособий. Создана научная школа, подготовлено более 30 кандидатов и 2 доктора наук.

Н.И. Савельев вел большую научно-общественную работу. Он был заместителем председателя научно-технического Совета наукограда РФ г. Мичуринска, руководителем селекцентра по плодово-ягодным культур в Центральном и Поволжском регионе, членом диссертационных советов Д 220.041.01и Д 006.065.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук, входил в состав редколлегий журналов «Садоводство и виноградарство» и «Доклады Россельхо-закадемии», а также совета по научно-технической и инновационной политике при администрации Тамбовской области.

Николай Иванович был награжден 2 почетными грамотами Президиума Россельхозакадемии, «Золотой медалью им. И.В. Мичурина», «Медалью академика Н.И. Вавилова», орденом «За заслуги перед Отечеством II степени», нагрудными знаками «За трудовые достижения» и «75 лет Тамбовской области», удостоен звания Почетный гражданин г. Мичуринска - наукограда РФ.