Основные элементы в севообороте и оптимальные технологии при выращивании яровых зерновых в агроландшафте ЦЧЗ

УДК 631.811.97;633.8

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СЕВООБОРОТЕ И ОПТИМАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ В АГРОЛАНДШАФТЕ ЦЧЗ

ДОЛГОПОЛОВА Н.В.,

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории севооборотов и защиты растений ФГБНУ ВНИИЗиЗПЭ.

АКИМЕНКО А.С.,

доктор сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией севооборотов и защиты растений ФГБНУ ВНИИЗиЗПЭ.

Реферат. В работе представлены результаты исследований связанных с использованием в севообороте различных предшественников и формирование условий возделывания яровой твердой пшеницы в агроландшафте в связи с различными предшественниками. В условиях современного производства растениеводческой продукции при внедрении сортов интенсивного типа, в земледельческой науке необходимо иметь четкое представление о взаимодействии важнейших характеристик продукционного процесса (рост и развитие растений, минеральное питание, норма высева, обмен веществ и др.). С учетом взаимодействия основных принципов земледелия, структурных факторов урожая, выведено уравнение для определения массы растительных остатков (х) по урожаю продукции. Затронуты спорные вопросы севооборота при высеве яровой твердой пшеницы. По результатам исследования даны рекомендации и предложения, позволяющие конкретно подходить к выбору предшественника и основных элементов оптимальных технологий при выращивании яровых зерновых.

Ключевые слова: предшественник, севооборот, агроландшафт, минеральные удобрения, биологизация земледелия, экспозиция склонов, обработка почвы, норма высева.

BASIC ELEMENTS IN THE CROP ROTATION AND OPTIMUM TECHNOLOGIES IN CASE OF CULTIVATION SUMMER GRAIN IN TSCHZ AGROLANDSCAPE

DOLGOPOLOVA N.V.,

doctor of agricultural sciences leading researcher of laboratory of crop rotations and protection of plants to FGBN VNIIZIZPE.

Essay. In work results of researches of various predecessors connected with use in a crop rotation and forming of conditions of cultivation of spring-sown firm field in an agrolandscape in connection with various predecessors are provided. In the conditions of modern production of crop products in case of implementation of grades of intensive type, in agricultural science it is necessary to have clear idea of interaction of the major characteristics of productional process (growth and development of plants, mineral food, a seeding regulation, a metabolism, etc.). Taking into account interaction of the basic principles of agriculture, structural factors of a harvest, the equation for determination of mass of a vegetable remaining balance (h) on products harvest is removed. Matters of argument of a crop rotation when seeding spring-sown firm field are raised. By results of a research the recommendations and offers allowing to approach specifically the choice of a predecessor and basic elements of optimum technologies in case of cultivation of summer grain are made.

Keywords: predecessor, crop rotation, agrolandscape, slopes, handling of the soil, seeding regulation.

Введение. Предшественник в растениеводстве понятие широко известное и хорошо изученное, однако остается достаточно актуальным, особенно если речь идет о предшественниках для культуры яровой твердой пшеницы в условии возделывания. Вид предшественника в значительной степени определяет и прием обработки почвы, и очищение почвы от сорняков, и дозу внесения удобрений, и накопление влаги.

В настоящее время плодородие даже самых мощных черноземов недостаточно для обеспечения высоких урожаев по интенсивным технологиям выращивания зерновых культур, поэтому систему применения органических удобрений в виде сидератов и минеральных удобрений необходимо организовывать на планируемый уровень урожайности.

Под действием микроорганизмов растительные остатки разлагаются и превращаются в гумус, который встречается только в почве, минеральные вещества, например, фосфор, выносимый корнями растений из более глубоких слоев почвы, превращается в доступную для последующих растений форму. Улучшаются водный и воздушный режимы почвы вследствие рыхлящего и структурирующего действия корневой системы растений [1, 2].

mineral fertilizers, agriculture biologization, exposition of

Цель исследования заключалась в выявлении наилучшего предшественника для яровой твердой пшеницы в условиях агроландшафта курской области. В исследованиях участвовали три хорошо изученных предшественника. Это черный пар, сидеральные культуры (горчица и многолетние травы) и сахарная свекла. Причем черный пар использовался с целью борьбы с сорняками. А в дальнейшем производили летний посев горчицы как сиде-ральной культуры. В состоянии действительно черного пара он использовался два месяца (июль-август), и если после горчицы высевали озимую пшеницу (один элемент звена севооборота), то и при посеве горчицы и на более длительный срок (июль - начало ноября), в следующем году высевали яровую твердую пшеницу. В качестве удобрений мы в своих опытах использовали из сидераль-ных культур многолетние травы 1 года использования и горчицу на фоне минеральных удобрений из расчета N45P30K30, в период 2008-2012 гг. Рассматривали влияние предшественников и удобрения на накопление в почве элементов питания, формирование стеблестоя яровой твердой пшеницы, обеспеченность растений влагой и элементами питания, засоренность посевов, урожайность и качество урожая.

Многолетние травы мы использовали на сидерат: клевер второго укоса первого года пользования и клевера первого года пользования, вегетирующий весь вегетационный период. Сахарную свеклу, как предшественник яровой твердой пшеницы, мы использовали в чистом виде. В этом случае, вносили только минеральные удобрения. Состав почв и применение минеральных удобрений являются наиболее существенными факторами, обеспечивающими получение высоких урожаев зерна. Культура, выращиваемая на зеленое удобрение, не дает продукции в год выращивания, но оздоровляет почву на ближайшие 5 лет [3, 4, 5].

Материалы и методика исследований. Варианты и размещения яровой твердой пшеницы в севооборотах.

Полевые севообороты проектируются в пределах определенных агроэкологических типов земель. Большинство авторов [Васильчук 2007, 2009, Шевченко, Корчагин, Горянин, Мальчиков, Вьюшков, Чичкин, и др. 2010] отмечает, что яровая твердая пшеница требует размещения по хорошим предшественникам: черный пар, многолетние травы, сахарная свекла. Это требование для яровой твердой пшеницы можно удовлетворить, используя уже реализованную традиционную - дифференцированное использование пашни в севооборотах разного типа.

Высокая эффективность чистых паров под яровую твердую пшеницу, объясняется лучшими водным и пищевым режимами, разница в запасах доступной влаги в метровом слое весной составляет более 40 мм. Растения яровой твердой пшеницы, посеянные по чистым парам, отличаются более мощным развитием корневой системы, высокой кустистостью, лучшей озерненностью колоса и большей массой зерна. В 1,5-2 раза повышается на таких посевах содержание клейковины. По данным Самарского НИИСХ, высокую эффективность обеспечивают в степных районах сидеральные пары под яровую твердую пшеницу [5, 6]. В среднем за годы испытаний (7 лет) урожайность повысилась на 3,7 ц/га по сравнению с занятым паром, возросло содержание в зерне белка, количество и качество клейковины. Высокий эффект от использования сидеральных паров под яровую твердую пшеницу получен в Оренбургском НИИСХ. Дополнительный сбор зерна яровой твердой пшеницы по сидеральному пару по сравнению с черным паром составил - 3,2-3,8 ц/га, а в целом по звену - сидеральный пар - яровая твердая пшеница -яровая мягкая пшеница - до 6-7,9 ц/га. Высокая эффективность паров объясняется лучшим водным и пищевым режимами (разница в запасах доступной влаги в метровом слое весной составляет более 40 мм). Растения яровой твердой пшеницы, посеянные по парам, отличаются более

Требования яровой твердой пшеницы к повышенному уровню плодородия почв можно реализовать за счет внесения минеральных удобрений и возделыванию сидера-тов. Наиболее благоприятные условия для выращивания яровой твердой пшеницы складываются при размещении в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах и после пропашных, получивших хороший уход за период вегетации. При возделывании яровой твердой пшеницы по многолетним травам в качестве сидерата можно использовать второй укос многолетних трав.

Результаты исследований. Черный пар. Действие этого предшественника изменялось в связи с продолжительностью возделывания сидерата. На варианте сидерат летнего посева - горчица, возделываемая два месяца -июль и август, а в начале сентября этот предшественник в процессе бутонизации прокультивировали с заделкой в почву. В поле первым, после двух месяцев парования, в пару была посеяна горчица, которая возделывалась как сидерат три месяца. Это способствовало тому, что в поле вариант 1, органического вещества в почве накапливается на 2,3 т/га, а минеральные удобрения всего на 4,7 кг/га больше, чем на варианте 2 (таблица 1), то есть предшественник черный пар, должен обеспечить лучшие условия для продуктивности яровой твердой пшеницы.

мощным развитием, высокой кустистостью, лучшей озер-ненностью колоса и большей массой зерна. В 1,5 раза повышается в посевах содержание клейковины. Вообще то пары в Центральном Черноземье более выгодны как в экономическом, так и в агротехническом и экологическом отношении. Из литературных источников известно, что решением объединенной сессии АН СССР и ВАСХНИЛ (1973 г.) для ЦЧР рекомендовано отводить под пары в среднем 5 % пашни, причем до 10 % - в засушливых южных и юго-восточных районах, в том числе в Белгородской, Воронежской и Тамбовской областях - около 57, а в Липецкой и Курской - в среднем около 4 % пашни.

Предшественник многолетние травы как сидераль-ные культуры. По накапливанию органического вещества многолетние травы второго укоса первого года пользования использовались на сидерат, уступает на 1 тонну органического вещества с 1 га варианту, где клевер использовался целый год. В то же время, вариант 3 - многолетние травы 2 укос 1 года пользования на си-дерат, обеспечил больше накопление элементов минерального питания: на 75,8 кг/га по сравнению с вариантом 4 и на 40,8 кг/га по сравнению с вариантом 2 - черный пар + №К. То есть вариант 1 - черный пар и летний посев горчицы, хотя и уступил на 1 т/га органического вещества, но он превзошел другие варианты по накоплению минерального удобрения, - за счет много-

Таблица 1 - Формирование условий возделывания яровой твердой пшеницы в агроландшафте в связи с раз-

личными предшественниками

№ Содержание вариантов Внесено всего в т.ч. с предшественником

Органическое вещество, т/га Азот, кг/мг Фосфор кг/га Калий, мг/га Всего мин.удобрений, мг/га

1 Черный пар, летний посев горчицы, вегетационный период: июль-октябрь 14,12 126,1 49,8 90,8 266,7

2 Черный пар + мин. удобрения: М45Р30К30, 7,68 75,0 71,7 88,1 234,8

3 Многолетние травы, второй укос клевера 1 год пользования, на сидерат 14,92 108,3 79,8 105,5 293,6

4 Многолетние травы первого года пользования, мин. удобрения: М45Р30К30, 15,93 49,5 55,3 113,0 217,8

5 Сахарная свекла, мин. удобрения: ^5Р30К30, 7,68 5,07 56,6 115,7 223,0

летних трав. После этого можно сделать заключение, что, предпочтение следует отдавать многолетним травам с применением второго укоса клеверу первого года пользования на сидерат.

Сахарная свекла. При соблюдении всех элементов технологии возделывании сахарной свеклы можно обеспечить эффективную борьбу с сорняками, вредителями и болезнями.

Базовые опыты проводили в агроландшафте на южном склоне, крутизной до 30. Основная обработка почвы включала: отвальную, мелкую вспашку на глубину 10-12 см + щелевание (глубокорыхление) на глубину 40-45 см, перед уходом в зиму.

Чередование изучаемых полевых культур в агроландшафте способствовало равномерному поступлению в почву всех полей севооборота послеуборочных остатков в почву. Количество органического вещества, поступаемого в почву, зависит от урожайности культур, самой культуры и соотношения в севообороте многолетних трав, зерновых и пропашных культур. Чередование разных культур в севообороте обеспечивает достаточное совокупное действие их на приходную часть органического вещества.

Важным фактором, определяющим интенсивность биологических процессов и накопления гумуса, является количество и качество поступающих в почву послеуборочных остатков, сидеральных культур, сорняков. Ежегодное поступление растительных остатков в целинных черноземах лесостепи, в среднем составляет 15-20 т/га, в том числе в верхний (0-20 см) слой -10-15 т/га. Однако в пахотных черноземах масса послеуборочных остатков значительно ниже и составляет 2-8 т/га. Такие существенные колебания связаны с видом сельскохозяйственной культуры, величиной урожая, условиями увлажнения в период вегетации, системой обработки почвы. Данные о масштабах поступления в почву источников гумуса является одной из основных задач ученых агропочвенного направления. Показатели среднегодового поступления свежих органических веществ являются ведущими с точки зрения их влияния на биологические процессы и агрономические свойства почв [9, 10, 11].

Исследованиями [Левин и др. 1992, 1995], установлена достоверная связь между массой растительных остатков и урожайностью основной продукции выращиваемых культур, которая выражается уравнениями регрессии, представленными в таблице 2.

Таблица 2 - Уравнение зависимости массы от ос-

Наименование Уравнение Масса, г

культуры

Озимая У= 1,016+0,13 3х-0,0015х2

пшеница 0,783

Яровая пшеница У=2,257-0,0154х+0,0013х2 0,746

Горох У=2,52-1,65х+1,009х2 0,926

Клевер 1 г.п. У=5,68-1,210х+0,189х2 0,693

Клевер 2 г.п. У=1,55+0,832-0,073х2 0,894

Рисунок 1 - Количество растительных веществ внесенных по вариантам с предшественниками и элементы питания

Содержание варианта Культура Урожайность, т/га Пожнивные остатки Корни

Горчица летнего посева в пару вегетационный период: июль-октябрь, яровая твердая пшеница Яровая тв. пшеница 3,71 1,0-2,0 2,1-4,0 Х=0,4у+1,8 Х=0,2у+5,4 Х=0,8у+6,5 Х=0,8у+6,0

Однолетние травы (горчица) 16,7 20,1-35,0 1,0-4,0 Х=0,02+5,0 Х=0,13у+6,0 Х=0,03у+16,2 Х=0,7у+7,5

Горчица летний посев в пару вегетационный период: июль-август Яровая тв. пшеница 3,93 1,0-2,0 2,1-4,0 Х=0,4у+1,8 Х=0,2у+5,4 Х=0,8у+6,5 Х=0,8у+6,0

Однолетние травы (горчица) 10,5 20,1-35,0 1,0-4,0 Х=0,02+5,0 Х=0,13у+6,0 Х=0,03у+16,2 Х=0,7у+7,5

Клевер 2го укоса, вегетационный период: июль-октябрь +яровая тв. пшеница по фону на 3,5 т/га Многолетние травы (клевер) 18,3 1.0-4,0 4.1-6,0 Х=0,2у+6,0 Х=0,1у+10,0 Х=0,8у+11,0 Х=1,0у+15,0

Яровая тв. пшеница 3,81 1,0-2,0 2,1-4,0 Х=0,4у+1,8 Х=0,2у+5,4 Х=0,8у+6,5 Х=0,8у+6,0

Клевер 1 года использования, вегетационный период: май-октябрь+яровая тв. пшеница по фону на 3,5 т/га Многолетние травы (клевер) 20,4 1.0-4,0 4.1-6,0 Х=0,2у+6,0 Х=0,1у+10,0 Х=0,8у+11,0 Х=1,0у+15,0

Яровая тв. пшеница 3,84 1,0-2,0 2,1-4,0 Х=0,4у+1,8 Х=0,2у+5,4 Х=0,8у+6,5 Х=0,8у+6,0

Клевер 1 года пользования, вегетаци- Многолетние травы (клевер) 20,5 1.0-4,0 4.1-6,0 Х=0,2у+6,0 Х=0,1у+10,0 Х=0,8у+11,0 Х=1,0у+15,0

онный период: май- 1,0-2,0 Х=0,4у+1,8 Х=0,8у+6,5

октябрь+яровая тв. Яровая тв. пшеница 3,86 2,1-4,0 Х=0,2у+5,4 Х=0,8у+6,0

пшеница

Сахарная свекла 10,0-20,0 - Х=0,02у+0,8 Х=0,07у+3,5

20,1-40,0 Х=0,003у+2,3 Х=0,06у+5,4

Горох 0,5-2,0 Х=0,14у+3,5 Х=0,65у+7,5

2,1-3,0 Х=0,20у+1,7 Х=0,37у+12,9

Пшеница озимая 1,0-2,5 Х=0,4у+2,6 Х=0,9у+5,8

2,6-4,0 Х=0,1у+8,9 Х=0,7у+10,2

Органические остатки, поступившие в почву, разлагаются в ней под действием микроорганизмов и ме-зофауны, и используются эти остатки соответственно как строительный и энергетический материал. В результате в почве, с одной стороны, происходит образование минеральных соединений, а с другой - накопление гумусовых кислот, являющихся аккумуляторами огромных запасов элементов питания и энергии для будущего урожая.

Количество послеуборочных остатков в опытах определяли по уравнению для определения массы растительных остатков (х) по урожаю продукции (у) (по Ф.И. Левину) (таблица 3).

Выводы. По результатам проведенных исследований следует сделать вывод, о том, что при расчете и планировании севооборотов в хозяйствах, необходимо руководствоваться результатами оценки возможных звеньев его продуктивности и возврату в почву органических веществ (корневых и пожнивных остатков). Основой севооборота должно быть звено: многолетние травы первого года использования на сидерат и горчицы на сидеральные удобрения, или однолетние травы в виде гороха, клевера, горчицы.

Список использованных источников

1. Пигорев И.Я., Привало О.Е., Журавлев А.А. Анализ производства агроценозов в условиях Курской области / Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2009. - Т.1. - № 21. - С. 184-185.

2. Об инновационных технологиях в земледелии / И.Я. Пигорев, В.М. Солошенко, В.Н. Наумкин и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 3. - С. 32-36.

3. Долгополова Н.В. Агробиологическое обоснование разработки технологий возделывания яровой твердой пшеницы в адаптивно-ландшафтном земледелии лесостепи Центрального Черноземья: дис. ... докт. с.-х. наук. - Брянск, 2014. - 350 с.

4. Долгополова Н.В. Динамика элементов питания при возделывании яровой твердой пшеницы по различным предшественникам и фонам удобренности // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 4. - С. 51-54.

5. Верзилин В.В. Биологические факторы воспроизводства плодородия черноземов в агроценозах лесостепи ЦЧР: Ав-тореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. - Курск, 2004. - 36 с.

6. Важнейшее направление в развитии производства зерна - возделывание твердой яровой пшеницы / Н.В. Долгополова, А.А. Павлов, О.М. Шершнева, И.В. Ишков // Аграрный Вестник Урала. - 2010.- № 5.- С.35-38.

7. Вострухин Н.П. Продуктивность культур в различных видах полевых севооборотов. - Минск: Ураджай, 1990. - 200 с.

8. Долгополова Н.В. Влияние предшественников на урожайность и качество зерна посевов озимой пшеницы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 5. - С. 49-52.

9. Дубовик Д.В. Агроэкологическое обоснование приемов повышения урожая и качества зерна озимой пшеницы на склоновых землях Центрального Черноземья: дис. ... докт. с.-х. наук ВНИИЗ и ЗПЭД.В. Дубовик. - Курск, 2007. - 326 с.

10. Долгополова Н.В. Биологическая система земледелия и воспроизводство плодородия почвы в лесостепи Центрального Черноземья // Региональный вестник. - 2016. - № 2. - С. 29-33.

11. Дудкин В.М., Дудкина А.Г. Промежуточные культуры в условиях интенсивного земледелия // Всесоюзный НИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - Курск, 1985. - 66 с.

List of sources used

1. Pigorev I.Ya., Privalo O.E., Zhuravlev A.A. Analysis of the production of agrocenoses in the Kursk region / Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. - 2009. - T.1. - No. 21. - P. 184-185.

2. About innovative technologies in agriculture / I.Ya. Pigorev, V.M. Soloshenko, V.N. Naumkin et al. // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2016. - No. 3. - P. 32-36.

3. Dolgopolova N.V. Agrobiological reasons for development of technologies of cultivation of spring-sown firm field in adaptive and landscape agriculture of the forest-steppe of the Central Black Earth: yew. ... doctors of page - x. sciences. - Bryansk, 2014. - 350 p.

4. Dolgopolova N.V. Dynamics of batteries in case of cultivation of spring-sown firm field on various predecessors and backgrounds of an udobrennost//the Messenger of the Kursk GSHA of 2015 No. 4. - P. 51-54.

Рисунок 2 - Количество растительных веществ и элементов питания в агроландшафте, внесенных с наземной частью сидеральных и основных культур

5. Verzilin V.V. Biological factors of reproduction of fertility of chernozems in the agrotsenozakh of the forest-steppe of TsChR: Avtoref. yew. ... Dr.s of page - x. sciences. - Kursk, 2004. - 36 p.

6. The major direction in grain production development - cultivation of the firm H.B. spring-sown field / N.V. Dolgopolov, A.A. Pavlov, O.M. Shershneva, I.V. Ishkov //Agrarian Bulletin of the Urals. - 2010. - № 5. - P.35-38.

7. Vostrukhin N. P. Productivity of cultures in different types of field crop rotations. - Minsk: ypagxan, 1990. - P. 200.

8. Dolgopolova N. V. Influence of predecessors on productivity and quality of grain of crops of winter wheat // Messenger of the Kursk GSHA. - 2015. - № 5. - P. 49-52.

9. Dubovik D.V. Agroecological reasons for acceptances of increase in a harvest and quality of grain of winter wheat on slope lands of the Central Black Earth / yew. ... goKT. page - x. sciences of VNIIZ and ZPED.V. Dubovik. - Kursk, 2007. - 326 p.

10. Dolgopolova N.V. Biological system of agriculture and reproduction of fertility of the soil in the forest-steppe of the Central Black Earth // Regional bulletin. - 2016. - № 2. - P. 29-33.

11. Dudkin V.M., Dudkina A.G. Intermediate cultures in the conditions of intensive agriculture//All-Union scientific research institute of agriculture and protection of soils against an erosion. - Kursk, 1985. - 66 p.