Влияние систем обработки почвы на агрофизические свойства чернозема типичного и продуктивность севооборота в лесостепи Украины

ЛИТЕРАТУРА

1. Бавтуто, Г. А. Обогащение генофонда и создание исходного материала плодово-ягодных культур на основе экспериментальной полиплоидии и мутагенеза: автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.05 / Г. А. Бавтуто; Тартуский гос. ун-т. -Тарту, 1980. - 49 с.

2. Банникова, В. П. Цитоэмбриология межвидовой несовместимости у растений / В. П. Банникова. - Киев, 1975. -284 с.

3. Бученков, И. Э. Пути преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации в семействе крыжовниковых / И. Э. Бученков // Весщ Акад. навук Беларусг Сер. бiял. навук. - 1998. - №1. - С. 48-50.

4. Бученков, И. Э. Создание исходного селекционного материала смородины и крыжовника на основе отдаленной гибридизации и автополиплоидии: автореф. дис. ... к. с.-х. н.: 06.01.05 / И. Э. Бученков; БелНИИ земледелия и кормов -Жодино, 1998. - 20 с.

5. Дуброва, В. П. Изменение завязываемости семян при отдаленной гибридизации пшеницы в зависимости от предварительных воздействий на материнские растения / В. П. Дуброва // Ученые записки БГУ. Сер. биол. - 1975. - № 37. - С. 254.

6. Иоффе, М. Д. Культура изолированных зародышей покрытосеменных растений на искусственной среде / М. Д. Иоффе, Г. Я. Жукова // Ботанический журнал СССР. - 1965. - № 50. - С. 1157.

7. Линскенс, Г. Ф. Реакция торможения при несовместимом опылении и ее преодоление / Г. Ф. Линскенс // Физиология растений. - 1973. - № 20. - С. 192.

8. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / ВНИИСПК; под общ. ред. Е. Н. Седова и Т.П. Огольцовой. - Орел: ВНИИСПК, 1999. - 608 с.

9. Рекомендации по применению регуляторов роста в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур / под. ред. В. П. Деевой. - Минск, 2005. - 23 с.

10. Суриков, И. М. Генетика внутривидовой несовместимости мужского гаметофита и пестика у цветковых растений / И. М. Суриков. - Успехи современной генетики. - М.: Наука, 1972. - 119 с.

11. Цицин, Н В. Проблемы отдаленной гибридизации / Н. В. Цицин // Проблемы отдаленной гибридизации: сб. науч. ст. / АН СССР, Главный ботанический сад; под ред. Н.В. Цицина. - М.: Наука, 1979. - С. 5-20.

12. Crowe, L.K. The evolution of outbreeding in plants. / L.K. Crowe // Heredity. - 1964. - № 19. - P. 435.

13. Hecht, A. Inactivation of incompatibility / A. Hecht // Amer. J. Bot. - 1966. - № 53. - P. 615.

14. L ewi s, D. Comparative incompatibility in angiosperms and fungi / D. Lewis // Advances Genet. - 1954. - № 6. - P. 235.

15. Maheshwari, P. Intra-ovarian pollination in Eschscholzia californica Cham., Agremone mexicana L. and A. ochroleuca Sweet. / P. Maheshwari, K. Kanta // Nature. - 1961. - № 191. - P. 304.

16. Martin, F. W. The inheritance of unilateral incompatibility in Lycopersicon hirsutum / F. W. Martin // Genetics. - 1964. -№ 8. - P. 459.

17. Pandey, K. K. Evolution of gametophyte and sporophyte systems of self-incompatibility in angiosperms / K.K. Pandey // Evolution. - 1960. - № 14. - p. 98.

УДК 631.51:631.582

Н. В. ШЕВЧЕНКО

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТА

В ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ

We have presented results of long-term research in a stationary test into the efficiency of different systems of soil cultivation in field crop rotation. We have determined the dependence of some agro-physical properties of typical black earth on the reduction of intensity of the influence on the cultivated layer. Replacement of tillage by chisel loosening or its periodical application on the background of shallow cultivation in crop rotation helps to restore soil structure. To improve indicators of addition on black earth soils, one should apply chisel cultivation. Its application helps to get crop rotation productivity equal to that with moldboard plowing, with increased economic indicators of technologies. We recommend applying differentiated system in crop rotation on the basis of chisel cultivation of soil. обороте на основе чизельной обработки почвы.

Введение

Выбор системы обработки почвы всегда был наиболее противоречивым и актуальным в процессе агрономической практики. Бесконечные сомнения о необходимости глубокого и активного рыхления, особенно с оборотом пласта, в последнее время находят свое отображение в ракурсе минимизации обработки почвы, направления которой все более ужесточаются в сторону сокращения глубины и количества обработок или же полного их исключения. При этом большинство рекомендаций базиру-

Представлены результаты многолетних исследований в стационарном опыте по изучению эффективности разных систем обработки почвы в полевом севообороте. Определена зависимость некоторых агрофизических свойств чернозема типичного от снижения интенсивности влияния на обрабатываемый слой. Замена вспашки на безотвальное рыхление или ее периодическое применение на фоне мелкой обработки в севообороте способствует восстановлению структурности почвы. Для улучшения показателей сложения на черноземных почвах наиболее приемлемой есть чизельная обработка. Применение чизельной обработки способствует получению близкой к вспашке продуктивности севооборота с повышением экономических показателей технологий. Рекомендовано применение дифференцированной системы в сево-

ются скорее на результатах временного применения альтернативных приемов в производственных условиях с возможным нарушением научного эксперимента.

В связи с этим своей основной целью считаем необходимым представить результаты многолетних исследований по применению разных систем обработки почвы в полевом севообороте, полученных в стационарном опыте Харьковского национального аграрного университета им. В. В. Докучаева.

Анализ источников

За последние десятилетия наиболее согласованной системой обработки почвы для большей части постсоветского Европейского пространства является дифференцированная, состоящая из различного рода комбинаций приемов отвальной и безотвальной обработок [4, 8]. Проблемы повышения засоренности полей и определенного ухудшения агрофизических свойств после отказа от интенсивного механического вмешательства при этом решаются путем периодического применения вспашки под наиболее требовательные культуры [1, 3, 10]. С другой стороны открываются факты о более актуальной минимизации обработки на черноземных почвах, которые характеризуются приближенными физическими параметрами к оптимальным значениям для выращивания большинства культур [6].

Среди наиболее прогрессивных и актуальных приемов за последнее время - чизельная обработка, берущая начало из фермерской практики Северной Америки [11]. Ее применение качественно отличается от предыдущих попыток минимизировать затраты и уменьшить технологическую нагрузку на почву в виде плоскорезов, безотвальных и дисковых орудий. Исследованиями в Украине [5, 7] и Беларуси [2, 9] за последние более двадцати лет подтверждается необходимость более активного рыхления, иногда глубже пахотного горизонта, которым является чизельная обработка, обеспечивающая при этом эффект сокращения затрат и защиты почв от эрозии.

Методы исследования

Наши исследования проводились в длительном стационарном опыте кафедры земледелия им. А. М. Можейко на черноземе типичном тяжелосуглинистом среднегумусном. В опыте изучались системы обработки в севообороте на основе наиболее распространенных в мировой практике приемов основной обработки. Для сравнения с разноглубинной вспашкой исследовались безотвальное рыхление стойками СибИМЭ, диагональное рыхление ПРН 31000 по типу английского плуга «пара-плау», чизельная обработка ПЧ-2,5 и дифференцированная дисково-отвальная система (дискование под культуры сплошного сева, вспашка - под пропашные). На всех вариантах опыта, кроме основной обработки, применялась одинаковая технология ресурсосберегающего направления с минимизированным использованием удобрений и средств защиты растений. Системы обработки почвы заложены в семипольном севообороте со следующим чередованием: пар черный-пшеница озимая-свекла са-харная-ячмень яровой-однолетние травы на зеленый корм-пшеница озимая-подсолнечник. Опыт заложен в четырехкратной повторности, площадь посевной делянки 150 м2, учетной - 50 м2.

Для определения агрофизических свойств почвы после воздействия вариантов опыта применялись стандартизированные методы в Украине. Урожайность культур учитывалась со всей учетной площади, продуктивность севооборота рассчитывалась в зерновых единицах с учетом энергетического состава всех видов основной продукции.

Погодные условия за годы проведения исследований (1997-2008 гг.) характеризовались постепенным изменением относительно многолетних показателей зоны неустойчивого увлажнения перехода Лесостепи в Северную Степь. Главной особенностью изменений было повышение температурного режима, начиная с 1999 г. в среднем на 2,10С, что стало причиной изменения климата в виде более раннего и резкого прихода весны, продления вегетационного периода на 10-14 дней. Несмотря на превышение годичной нормы осадков в среднем на 11%, характер увлажнения за восемь из двенадцати лет исследований отличался проявлением засухи в весенний период, что вызывало ухудшение условий развития ранних яровых, а иногда и озимых, культур.

Основная часть

Периодичность и характер изменения физического состояния почвы состоит в наиболее тесной связи с механической обработкой. Среди наиболее динамичных показателей, характеризующих сложение обрабатываемого слоя, плотность и пористость, как указывают данные многолетних исследований, в целом мало изменяются после замены вспашки на безотвальное рыхление любыми орудиями (табл. 1). Следует отметить, что применение безотвальных обработок на глубину вспашки под пропашные культуры вызывало лишь тенденцию к повышению плотности и уменьшению общей пористости. Мелкая обработка в системе дифференцированной и некоторые безотвальные обработки Си-бИМЭ и ПРН 31000 при выращивании культур сплошного способа посева более существенно ухудшали эти показатели в сравнении со вспашкой и чизельной обработкой. Значения плотности, особен-

но в нижних слоях, в этом случае часто превышала контроль до 10 % и выходило за пределы оптимальных значений. Отклонения показателей плотности и пористости в нижних слоях после замены вспашки безотвальным рыхлением, на наш взгляд, может быть причиной ухудшения условий выращивания наиболее требовательной культуры севооборота - сахарной свеклы.

Таблица 1. Влияние систем обработки почвы на агрофизические показатели

Показатели

Системы обработки почвы в севообороте Слои почвы, см Плотность сложения, г/см3 Общая пористость, % Количество агрономически ценных агрегатов, % Количество водопрочных агрегатов, %

1. Отвальная разноглубинная ПЛН-4-35 (контроль) 0-10 10-20 20-30 1,12 1,20 1,25 54,3 51,0 49,0 69,3 67,9 67,9 45,4 51,4 53,0

0-30 1,19 51,4 68,4 49,9

2. Безотвальная разноглубинная стойками СибИМЭ 0-10 10-20 20-30 1,14 1,23 1,28 53,5 49,8 47,8 72,7 70,4 70,0 49,7 53.4 55.5

0-30 1,21 50,6 71,0 52,9

3. Безотвальная разноглубинная диагональными стойками ПРН 31000 0-10 10-20 20-30 1,15 1,24 1,28 53,1 49,4 47,8 72.2 72.3 72,5 50.7 53.8 56,4

0-30 1,22 50,2 72,3 53,7

4. Дифференцированная дисково-отвальная (БДТ-3, ПЛН-4-35) 0-10 10-20 20-30 0-30 1,15 1,24 1,28 1,22 53.1 49,4 47,8 50.2 73,2 72,1 73,1 72,8 48.0 53.1 56,7 52,6

0-10 1,13 53,9 73,1 50,6

5. Чизельная разноглу- 10-20 1,22 50,2 70,6 54,7

бинная ПЧ-2,5+ПСТ-2,5 20-30 1,25 49,0 70,6 56,7

0-30 1,20 51,0 71,4 54,0

Снижение интенсивности механического влияния на почву способствует восстановлению количества макроструктурных агрегатов пахотного слоя. В результате длительного применения безотвальных обработок количество агрономически ценных агрегатов в сравнении с ежегодной вспашкой в пахотном слое увеличилось на 2,6-4,4 %, водопрочных - на 3,0-4,1 %. Важно отметить равномерное позитивное изменение структурного состояния по всем горизонтам обрабатываемого слоя. Повышение же количества водопрочных агрегатов на поверхности может расцениваться в качестве улучшения почвозащитной эффективности технологий на основе безотвального рыхления.

Дифференцированная система обработки почвы в севообороте мало отличалась по влиянию на физические показатели чернозема от вариантов с применение разноглубинного рыхления разными безотвальными орудиями. Применение преимущественно дисковых орудий, вызывающих, как правило, наибольшее распыление структуры почвы, способствовало восстановлению структуры в нижних необрабатываемых слоях. Периодический же оборот пласта - два раза за семь лет ротации, способствовал разуплотнению пахотного слоя и замены распыленной почвы верхнего с нижним горизонтом.

Запасы доступной влаги в почвы мало отличались по вариантам обработки в севообороте. В среднем за годы исследований в слое 0-30 см содержание влаги было на уровне 30-34 мм и более значительно колебалось от погодных условий, чем от обработки и выращиваемых культур. В слое же 0100 см отмечена тенденция к преимуществу более глубоких обработок перед мелкими. В отдельные годы снижение влаги на вариантах с дисковой или безотвальной мелкой обработками снижение запасов влаги относительно контроля составляло до 10-12 %. Чизельная обработка способствует лучшему накоплению влаги в корнеобитаемом слое, проявляя тенденцию к повышению ее в сравнении со вспашкой. Отсутствие «плужной подошвы» и наиболее оптимальные физические параметры на варианте с чизелеванием качественно отличают эту обработку от вспашки и других безотвальных обработок, способствуя улучшению фильтрации и накоплению влаги в осенне-зимний период. Определение урожайности культур указывает на преимущество дисковой и чизельной обработок перед вспашкой и другими вариантами опыта при выращивании пшеницы озимой (табл. 2). Яровые культуры отрицательно реагировали на замену вспашки, преимущественно снижая урожайность за пределами существенных различий. Наиболее остро стоит вопрос о возможности минимизации обработки почвы при выращивании сахарной свеклы. Даже придерживаясь глубины аналогичной контролю, урожайность после безотвальных обработок СибИМЭ и ПРН 31000 снизилась более чем на 10 %. Урожайность подсолнечника в подобной ситуации снизилась на 8-9 %.

Таблица 2. Урожайность культур и продуктивность севооборота в зависимости от систем обработки почвы

Урожайность культур севооборота, т/га Выход зерно-

Системы обработки почвы в севообороте пшеница озимая свекла ячмень вико-овес на пшеница озимая подсол- вых единиц в

пара сахарная яровой зеленый корм пара нечник т/га

1. Отвальная разноглубинная ПЛН-4-35 (кон- 4,53 32,5 2,52 14,1 3,75 1,97 3,15

троль)

2. Безотвальная разноглу-

бинная стойками СибИ- 4,57 29,2 2,35 12,6 3,71 1,79 2,94

МЭ

3. Безотвальная разноглу-

бинная диагональными 4,53 29,2 2,38 11,9 3,74 1,81 2,94

стойками ПРН 31000

4. Дифференцированная

дисково-отвальная (БДТ- 4,63 32,5 2,33 10,9 3,89 1,95 3,03

3, ПЛН-4-35)

5. Чизельная разноглубинная ПЧ-2,5+ПСТ-2,5 4,62 30,7 2,45 13,1 3,85 1,98 3,09

НСР0,05 0,06 0,7 0,07 0,4 0,08 0,10 0,10

Значительно ниже контроля получено урожайность ячменя и однолетних трав, где все обработки, кроме чизельной, применялись на глубину 10-12 см. Наименее эффективной под эти культуры оказалось применение дисковой бороны. Среди ряда причин такой негативной реакции следует отметить, безусловно, не только ухудшение агрофизического состояния, о чем говорилось ранее. Уже традиционное повышение засоренности посевов, которое возникает при попытке замены вспашки в посевах ячменя и однолетних трав на вариантах с дискованием, составляло 30-40 % массы сорняков от контроля. Увеличение засоренности посевов, но в меньшей степени, значительно повышалось и на вариантах безотвальной обработки, включая чизельную, практически под все культуры севооборота. Применение чизельной обработки под подсолнечник, и вспашки в системе дисково-отвальной обработки под свеклу и подсолнечник, способствовало получению близкой к контролю урожайности культур. В целом за годы исследований только чизельная обработка не снижала продуктивности севооборота в сравнении со вспашкой. Снижение выхода продукции с единицы площади на вариантах менее интенсивного безотвального рыхления составляло 0,21 т/га зерновых единиц, а после дисково-отвальной системы - 0,12 т/га.

Все исследуемые системы обработки почвы способствуют снижению затрат на проведение основной обработки от 10 до 40 %. И при определенных ценовых паритетах на энергоносители и сельскохозяйственную продукцию вышеуказанное снижение продуктивности не может считаться катастрофическим. Но учитывая безусловное преимущество чизельной обработки как в наибольших снижениях затрат, так и в получении наивысшего уровня продуктивности, применение этой обработки под все культуры или преимущественно в севообороте позволит увеличить уровень экономической и энергетической эффективности не менее 5-7 %.

Заключение

Длительное применение безотвальной обработки почвы в полевом севообороте приводит к определенным изменениям физического состояния пахотного слоя. Увеличение количества водопрочных и агрономически ценных агрегатов на 2,6-4,4 % при этом указывают на повышение почвозащитного эффекта и восстановление процессов почвенной структуры в сравнении со вспашкой.

Наиболее оптимальные значения водно-физического состояния пахотного и корнеобитаемого слоев обеспечивает чизельная обработка в севообороте, что способствует получению наиболее приближенной к контролю продуктивности севооборота.

Исследования подтверждают необходимость применения дифференцированной обработки почвы в севообороте на основе способов и приемов в зависимости от эффективности их при выращивании разных сельскохозяйственных культур. Для условий Лесостепи Украины такая система преимущественно должна состоять из чизельной обработки с возможным периодическим применением дискования и вспашки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аксенов, И. В. Влияние основной обработки на агрофизические свойства почвы и засоренность посевов культур севооборота в условиях Степи Украины / И. В. Аксенов, Ю. В. Гаврилюк // Вестник БГСХА. - 2013. - №3. - С. 81-85.

2. Булавин, Л. А. Влияние обработки почвы и азотных удобрений на урожайность культур, возделываемых в уплотненном занятом пару / Л. А. Булавин. // Вестник БГСХА. - 2013. - №1. - С. 62-67.

3. ГордГенко, В. П. Мiнiмалiзацiя обробгтку Грунту i проблеми и застосування / В. П. ГордГенко // Аграрний вгсник Причорномор'я. - Вип. 26. - Одеса, 2004. - С. 21-25.

4. Кирюшин, В. И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы и задачи исследований / В. И. Кирюшин // Земледелие. - 2013. - №7. - С. 3-6.

5. ЛебГдь, С. М. Ефектившсть чизельного обробгтку Грунту в зернопросапнш авозмГт / С. М. ЛебГдь, Ф. А. Льори-нець, Л. М. Десятник // Вгсник аграрно! науки. -2002. - №2. - С. 13-16.

6. Медведев, В. В. Почвенно-технологическое районирование пахотных земель Украины / В. В. Медведев, Т. Н. Лактионова. - Харьков, 2007. - 395 с.

7. Пабат, I. А. Грунтозахисна система землеробства / I. А. Пабат. - К.: Урожай, 1992. - 160 с.

8. Сайко, В. Ф. Системи обробгтку Грунту в Украш / В. Ф. Сайко, А. М. МалГенко. - К., 2007. - 42 с.

9. Симченков, Г. В. Совершенствование обработки почвы в Белорусии / Г. В. Симченков // Земледелие. - 1991. -№12. - С. 44-47.

10. Черкасов, Г. Н. Комбинированные системы основной обработки наиболее эффективны и обоснованы / Г. Н. Черкасов, И. Г. Пыхтин // Земледелие.- 2006. - № 6. - С. 20-22.

11. Шершнев, Е. С. Почвозащитные технологии в США: масштабы и эффективность / Е. С. Шершнев, С. Л. Иоанне-сян // Земледелие. - 1993. - №9. - С. 40-42.

УДК 633.11:575:631.52

Е. В. ЗАИКА, Н. А. КОЗУБ, И. А. СОЗИНОВ, А. А. СОЗИНОВ, В. Н. СТАРИЧЕНКО

АНАЛИЗ ГЕНОТИПОВ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ННЦ «ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НААН» ПО АЛЛЕЛЯМ ЛОКУСОВ ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ

Приводятся результаты электрофоретического анализа We present results of electrophoretic analysis of winter soft

сортов озимой мягкой пшеницы. Полученные данные говорят wheat varieties. Obtained data show changes in frequencies and

об изменении частот и появлении новых аллелей в составе appearance of new alleles in the composition of locuses of spare

локусов запасных белков в группах сортов, созданных в разные proteins in groups of varieties, created during different periods.

периоды. По локусам глиадинов выявлены аллели не характер- According to locuses of gliadins, we have established alleles,

ные для зоны Лесостепи (ОИ-А1х, Gli-В1е). Значительная not typical for forest-steppe zone (Gli-A1x, Gli-B1e). Consider-

часть сортов имеет по локусам ВМ глютенинов аллели, обу- able part of varieties, according to locuses BM of glutenins, has

словливающие низкое хлебопекарное качество зерна (Glu-A1с, alleles which determine low baking quality of grain (Glu-A1c,

Glu-D1а). Обнаружена сравнительно низкая частота аллеля Glu-D1a). We have established comparatively low frequency of

Gli-B1l - маркера 1BL/1RS транслокации. Полученные данные allele Gli-B1l - the marker 1BL/1RS of translocation. Obtained

используются для разработки селекционных стратегий с ис- data can be used for the development of selection strategies with

пользованием белковых маркеров, при паспортизации, а так- application of protein markers, for certification, and for the

же для определения гетерогенности сортов. determination of varieties' heterogeneity.

Введение

В условиях интенсификации сельского хозяйства требования к современным сортам пшеницы существенно возросли, поскольку, кроме максимального урожая с единицы площади, еще нужно получить и зерно высокого качества. Для создания новых сортов используют разные методы селекции, из которых гибридизация с последующим отбором среди гибридов лучших за фенотипом потомков, является основным. Однако традиционные методы подбора исходного материала на практике не всегда работают, что может быть связано с недостаточно четкими фенотипическими различиями или другими причинами. Использование молекулярно-генетических маркеров может помочь в решении этой проблемы. Для этого успешно используются признаки контроля запасных белков зерновки: глиадинов и глютенинов [1]. С их помощью можно подбирать родительские компоненты и отбирать потомков, несущих адаптивные комплексы генов и обладающих более высоким качеством зерна в ранних поколениях гибридов [8]. Важными достоинствами этой группы маркеров является кодоминантность, более низкая стоимость анализов и надежность результатов.

Целью работы являлась характеристика сортов мягкой озимой пшеницы разных сортосмен, созданных в Национальном научном центре «Институт земледелия Национальной академии аграрных наук» Украины (зона Полесья и Северной Лесостепи) по аллелям локусов запасных белков методом электрофореза в ПААГ.

Анализ источников

Запасным белкам как маркерам свойственна четкая генетическая детерминация и независимость фе-нотипического проявления от внешних условий. Кроме того, многие исследователи говорят об адап-