CC BY
23
УДК 631.84:633.11:633.3:631.55
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СМЕШАННОГО ПОСЕВА
ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ПОСЕВНОГО ГОРОХА
ПРИ УБОРКЕ НА ЗЕРНО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДОЗ АЗОТА
О. С. Мищихина, аспирант; Л. А. Михайлова, д-р с.-х. наук, профессор;
ФГБОУ ВО Пермская ГСХА,
ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990
E-mail: lysova. [email protected]
Аннотация. В исследованиях 2013-2014, 2016 гг., проведенных в Пермском крае, изучали показатели биологической эффективности смешанных посевов яровой пшеницы с посевным горохом при возделывании на зерно. Объектами исследования являлись яровая пшеница сорта Горноуральская, горох посевной сорта Агроинтел. Почва темно-серая лесная тяжелосуглинистая: рНКС1 - 5,6, содержание гумуса - 7,6 %, Р2О5 - 224 мг/кг, К2О - 169 мг/кг. Опыт трёхфак-торный: фактор А - соотношение компонентов: Ai - пшеница; А2 - горох; А3 - пшеница 75 % + +горох 25 %;А4 - пшеница 50 %+горох 50 %; А5 - пшеница 25 % + горох 75 %. Фактор В - дозы фосфорно-калийных удобрений (фон): В1 - К0Ро; В2 - К0ЛР0д. Фактор С - дозы азотных удобрений: С1 - N0; С2 - N0,075; С3 - N0,15. Дана оценка биологической эффективности возделывания яровой пшеницы и посевного гороха в смешанных посевах в зависимости от условий питания. В смешанных посевах максимальная урожайность получена при равном соотношении компонентов смеси (19,32 г/сосуд) при дозе азота 0,150 г/кг почвы без фона фосфорно-калийных удобрений. Дозы азота при уборке на зерно не влияют на конкурентоспособность компонентов. Только преобладание того или иного компонента в составе смеси обеспечивает большую конкурентоспособность. Коэффициент агрессивности компонентов смешанных посевов изменяется от -2,1 до +2,1. При уменьшении доли бобового компонента повышается агрессивность злакового. Возделывание горохо-пшеничных смесей обеспечивает более высокую продуктивность посевов в сравнении с одновидовыми агроценозами пшеницы и гороха.
Ключевые слова: пшеница, горох, смешанные посевы, агрофитоценоз, азот, темно-серая лесная тяжелосуглинистая почва.
Введение. Важным резервом повышения эффективности использования биологических факторов интенсификации растениеводства является конструирование высокопродуктивных экологически устойчивых агроценозов. Использование смешанных посевов весьма перспективно для повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.
Успех выращивания двувидовых агрофи-тоценозов зависит от их правильного конструирования. Большое значение при этом, безусловно, имеет подбор культур и их соотношение при посеве, что подтверждают многочисленные данные, полученные в различных регионах страны [4, 5, 2, 7, 10].
Стратегия современного растениеводства состоит не в увеличении площади посевного поля, а в улучшении качества его использования. Одним из ключевых приемов повышения эффективности земледелия является формирование агроценозов, отвечающих законам природы и связанных с ними принципов адап-
тивного земледелия и растениеводства, в частности, закона биологического разнообразия и принципа подобия. Эффективность смешанных посевов во многом определяется биологической совместимостью компонентов в агрофитоценозе, которая может быть установлена экспериментальным путем [1]. Однако, мало исследовано влияние азотного питания на биологическую эффективность смешанного посева.
Конкуренция между корневыми системами за азот начинается очень рано, в сравнении с конкуренцией за фосфор и калий. По мнению В. Wilson [8] и J. Vandermeer [9], предпосылкой для захвата лидирующего положения компонентом в агроценозе и повышения урожайности является распределение корневых систем на разной глубине почвы и разный габитус растений, что характерно при возделывании разновидовых смесей.
Таким образом, в повышении урожайности одновидовых и смешанных посевов зерно-
вых и зернобобовых культур большое значение имеет правильный выбор доз азотных удобрений и соотношение компонентов смеси.
Настоящие исследования посвящены изучению взаимоотношений яровой пшеницы и посевного гороха при возделывании на зерно в чистых и смешанных посевах на темно-серой лесной тяжелосуглинистой почве Пермского края. Данные почвы характеризуются высоким уровнем плодородия и используются для возделывания зерновых культур.
Цель исследований - разработать принципы конструирования высокопродуктивных одновидовых и смешанных посевов яровой пшеницы и гороха при уборке на зерно.
В задачи исследований входило:
1. Выявить оптимальные соотношения злаковых и бобовых компонентов в смешанных посевах при уборке на зерно;
2. Определить продуктивность растений в монопосевах яровой пшеницы и гороха посевного и двухкомпонентных агроценозах в зависимости от доз азотных удобрений.
Методика. Исследования проводили на вегетационной площадке ФГБОУ ВО Пермской ГСХА. Объектами исследования явля-
На основании главных эффектов по фактору А было установлено, что максимальная урожайность зерна получена в смешанном посеве при равном соотношении компонентов (пшеницы и гороха) 16,66 г/сосуд. При преобладании бобового компонента в составе смеси продуктивность снижается, но не существенно (на 0,37, при НСР05 1,79). При оценке монопосевов нужно отметить, что урожайность гороха в сравнении с пшеницей выше на 6,43 г/сосуд или 76,73 %.
Фосфорно-калийные удобрения оказали
лись яровая пшеница сорта Горноуральская, горох сорта Агроинтел. Почва темно-серая лесная тяжелосуглинистая: рНКС1 - 5,6, содержание гумуса - 7,6 %, Р2О5 - 224 мг/кг, К2О -169 мг/кг.
Опыт трёхфакторный: фактор А - соотношение компонентов:
А1 - пшеница; А2 - горох; А3 - пшеница 75 % +горох 25 %;А4 - пшеница 50 %+горох 50 %; А5 - пшеница 25 % + горох 75 %.
Фактор В - дозы фосфорно-калийных удобрений (фон):
В1 - КЛ; В2 - Кс,Аь
Фактор С - дозы азотных удобрений:
С1 - С2 - ^Нз,075; С3 - N[1,15
Результаты. При возделывании бобовых в смесях со злаками особенно большую трудность в формировании посевов представляет управление азотным питанием растений [3, 8].
В таблице представлена сравнительная продуктивность одновидовых и смешанных посевов яровой пшеницы и посевного гороха в среднем за три года при возделывании на зерно.
существенное влияние только на продуктивность пшеницы в чистом посеве, прибавка составила 3,28 г/сосуд (при НСР05 1,79). Горох слабо отзывается на внесение фосфорно-калийных удобрений, так как корневая система способна использовать труднорастворимые соединения фосфора и калия почвы. Обеспеченность почвы подвижными формами фосфора высокая, калием - повышенная.
При сравнении главных эффектов по фактору С, прибавка урожайности, полученная от азота 0,15 г/кг почвы, не существенна по от-
Таблица
Влияние удобрений на урожайность зерна, г/сосуд_
Факторы Соотношение компонентов смеси (А) Средние по В
Дозы фосфорных и калийных удобрений (В) Дозы азотных удобрений (С) Пшеница, 100% Горох, 100% 75+25, % 50+50, % 25+75, %
Р0К0 N0 3,39 12,53 12,51 14,72 14,03 13,57
N0,075 6,60 13,83 14,90 15,45 17,41
N0,15 10,24 15,57 15,60 19,32 17,50
Р0,1К0,1 N0 5,11 12,30 12,17 14,53 14,38 14,64
N0,075 10,24 16,38 14,57 16,96 17,15
N0,15 14,72 18,27 16,56 18,96 17,26
Средние по А 8,38 14,81 14,39 16,66 16,29
Средние по С N0 11,57 НСР 05=1,79
N0,075 14,35
N0,15 16,40
ношению к урожайности, полученной от внесения дозы азота 0,075 г/кг почвы.
Анализируя частные различия, можно сделать следующий вывод: монопосевы пшеницы и гороха положительно отозвались на внесение азотных удобрений. Максимальная урожайность 18,27 г/сосуд получена в посевах гороха при дозе азота 0,150 г/кг почвы по фону фосфорно-калийных удобрений.
Сравнивая смешанные посевы между собой, следует отметить, что максимальная урожайность 19,32 г/сосуд получена при равном соотношении компонентов смеси при дозе азота 0,15 г/кг почвы без фона фосфорно-калийных удобрений. В целом, вторая доза азота оказала существенное влияние на продуктивность смешанных посевов только при равном соотношении компонентов смеси, на других вариантах прибавка несущественна.
Общей тенденцией в исследованиях биологической эффективности смешанных посевов является использование критериев, основанных на относительных единицах - индек-
сах: отношение земельных эквивалентов (Lend EquivalentRatio, LER), коэффициент агрессивности (Coefficient Agressivilv, СА)[6].
Анализ биологической эффективности смешанных посевов с помощью показателя «отношение земельных эквивалентов» (LER) в сочетании с другими методами позволяет понять направленность конкурентных отношений в смесях и выделить для использования на практике наиболее эффективные из изучаемых вариантов поликультур, которые определяются как
LER = YAB/YAA+YBA/YBB,
где Yab - урожай на единицу площади культуры А в смешенном посеве с культурой В; Yaa - урожай на единицу площади культуры А в чистом посеве; YBA - урожай на единицу площади культуры В в смешенном посеве с культурой A; YBB - урожай на единицу площади культуры В в чистом посеве.
При LER >1 доказана биологическая эффективность возделывания смеси.
0,00
0,50 1,00
Горох посевной
• 50%+50% N0,075 ■ 75 % пшеницы+25% гороха N 0,075 ▲ 25% пшеницы + 75%гороха N 0,075 050%+50% N0,15
□ 75% пшеницы + 25% гороха N0,15 Д 25% пшеницы + 75% гороха N0,15
1,50
Рис. 1. Биологическая эффективность и конкурентоспособность культур при разном соотношении компонентов смеси в зависимости от доз азотных удобрений
Чем более конкурентоспособен компонент в смеси, тем выше его вклад в общую биологическую эффективность смешанного посева и больше различия между ожидаемым и фактическим значением.
Как следует из рисунка 1, LER смеси больше 1, что доказывает биологическую эффективность возделывания смешанного посева пшеницы и гороха при всех соотношениях
компонентов. Увеличение доз азота до 0,15 г на кг абсолютно сухой почвы снижает биологическую эффективность смешанных посевов. Максимальная продуктивность смешанного посева получена при внесении первой дозы азота (0,075 г/кг почвы).
Дозы азота при уборке на зерно не влияют на конкурентоспособность компонентов.
Только преобладание того или иного компонента в составе смеси обеспечивает его конкурентоспособность. Так, яровая пшеница конкурентоспособна лишь в варианте с преобладанием ее в агрофитоценозе (75% от полной нормы высева семян). При равном соотношении компонентов смеси вклад в общую урожайность определяет бобовый компонент за счёт большей массы зерна. Масса 1000 зерен гороха посевного составляет не менее 160 г.
Смысл коэффициента агрессивности (СА) заключается в том, что конкуренцию в смешанном посеве определяют, соотнося изменение урожаев обоих компонентов смеси к их ожидаемому урожаю:
салв ^ЛБ/(^ЛЛх^ЛБ) - YвA/(YввхZвA),
где коэффициент агрессивности культуры А в смешанном посеве с культурой В; YAB - урожай на единицу площади культуры А в смешенном посеве с культурой В; YAA - урожай на единицу площади культуры А в чистом посеве; 2ва и 2ав - часть смешанного посева, отведенная первоначально, соответственно, под культуры А и В. Для культуры В знак коэффициента будет противоположный.
Нулевое значение коэффициента означает, что компоненты смеси имеют одинаковую конкурентную способность. В любом другом случае оба вида будут иметь одинаковое числовое значение СА, но знак у более агрессивного компонента смеси будет положительным, а у менее конкурентоспособного - отрицательным.
2,5
1,5
0,5
-1
-2
-2,5
N0 ..
1 0,075 N015
N0
^ 1^.075 N015 N0,075 ^,15
'
1
50+50 75+25 - 25+75
□ Пшеница
□ Горох
Рис. 2. Агрессивность культур в смеси при их разном соотношении и увеличении доз азота
Коэффициент агрессивности компонентов смешанных посевов изменяется от -2,1 до +2,1. При увеличении доли бобового компонента повышается агрессивность злакового. Горох при уборке на зерно выступает в роли агрессора при равном соотношении компонентов и в варианте, где его доля 25%. При уменьшении доли бобового компонента коэффициент агрессивности пшеницы возрастает, что, в свою очередь, характеризует борьбу злакового компонента за элементы пита-ния.Увеличение доз минерального азота снижает агрессивность как злакового, так и бобового компонента. Роль минерального азота снижает фитоценотическую нагрузку внутри смешанного посева. При равном соотношении компонентов смеси работает стартовая доза
азота (СА 0,1), горох в данном варианте выступает в роли доминанта и обеспечивает больший вклад в общую продуктивность данного агроценоза.
Выводы. 1. При возделывании горохо-пшеничной смеси на зерно для получения максимальной урожайности лучшим является соотношение с преобладанием бобового компонента в составе смеси и внесением дозы азота N0,075;
2. Анализ биологической эффективности смешанных посевов с помощью показателя «отношение земельных эквивалентов» (LER) в сочетании с другими показателями показал, что при доле гороха 25 и 50% при возделывании на зерно бобовый компонент выступает в роли агрессора, увеличение дозы азотных
2
1
0
удобрений нивелирует агрессивность культур в агрофитоценозе.
3. При уборке на зерно в вариантах при равном соотношении компонентов смеси и
при преобладании бобового компонента горох посевной определяет больший вклад в общую продуктивность.
Литература
1. Wilson B. Shoot competition and root competition // J. Appl. Ecology. 1988. Vol. 25. P. 279-296.
2. Vandermeer J. The ecology of intercropping / Cambridge : Cambridge University Press, 1989. 237 p.
3. Бабьева И. П., Зенова Г. М. Биология почв. М. : МГУ, 1989. 333 с.
4. Баяндинова Б. Т., Одинцев А. В. продуктивность однолетних кормовых культур в высокогорьях Алтая // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2011. № 1 (75). С. 5-9.
5. Демиденко К. П. Морфо-биологические особенности и продуктивность укосного гороха в чистых и смешанных посевах в Центральной части степи УССР: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Харьков, 1978. 26 с.
6. Довидайтис В. Ю. Выращивание зернобобовых в Литве // Зерновое хозяйство. 1982. № 8. С. 27-28.
7. Елисеев С. Л., Ренев Е. А., Терентьев В. А. Однолетние бобово-злаковые зерно-кормовые смеси в Предура-лье // Нива Поволжья. 2008. № 4 (9). С. 7-10.
8. Завалин А. А., Безгодова И. Л. Эффективность применения удобрений и биопрепаратов в чистых и смешанных посевах ячменя и гороха // Плодородие. 2009. № 2. С. 34-36.
9. Зудилин С. Н., Алексеева Л. Г. Формирование агроценозов ячменя с горохом на зернофураж в лесостепи Среднего Поволжья // Кормопроизводство. 2000. № 11. С. 23-25.
10. Пасынкова Е. Н., Завалин А. А. Оценка эффективности смешанных посевов яровой пшеницы и вики // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2010. № 1. С. 6-8.
11. Методическое руководство по исследованию смешанных агрофитоценозов / Н.А. Ламан [и др.]. Минск : Навукаггэхшка, 1996. 101 с.
12. Тютюнников А. И. Однолетние кормовые травы. М. : Россельхозиздат, 1973. 200 с.
BIOLOGICAL EFFICIENCY OF MIXED SOWING OF SPRING WHEAT AND PEA AT HARVESTING FOR GRAIN DEPENDING ON AZOTE DOSES
O. S. Mishchihina, Post-Graduate Student; L. A. Mikhailova, Dr. Agr. Sci., Professor; Perm State Agricultural Academy 23 Petropavlovskaya St., Perm 614990 Russia E-mail: [email protected]
ABSTRACT
In the research of 2013-2014, 2016 years, carried out in Permsky Krai, indicators of biological efficiency of mixed sowings of spring wheat and pea cultivated for grain were studied. Spring wheat of Gornouralskaya variety, pea of Agrointel one, dark-grey forest heavy loamed soil: pHKCl - 5.6, humus content - 7.6 per cent, P2O5 - 224 mg/kg, K2O - 169 mg/kg were the subject of the research. An experiment was three-factored: factor A - correlation of components: A1 - wheat; A2 - pea; A3 -wheat 25 % + pea 75 %. Factor B - doses of phorsphorus-potassium fertilizers (background): B1 -K0P0; B2 - K0,1P0,1. Factor C - doses of azote fertilizers: C1 - N0; C2 - N0,075; C3 - N0,15. An estimate of biological efficiency at cultivating spring wheat and pea in mixed sowings in dependence on condition of nutrition was presented in the paper. Maximum yield of mixed sowings at equal correlation of mixture components (19.32 gram per vessel) at azote dose of 0.150 g/kg of soil without phosphorus-potassium fertilizers background was obtained. Azote doses at harvesting for grain do not impact competitiveness of the components. Only domination of one and other components in mixture composition secures great competitiveness. A coefficient of aggressiveness of the mixed sowings varies from - 2.1 to + 2.1. At decreasing share of legume component the aggressiveness of the cereals increases. Pea-wheat mixtures cultivation secures a greater yield of sowings in comparison with one-species agrocenoses of wheat and pea.
Key words: wheat, pea, mixed sowings, agrophytocenoses, azote, dark-grey forest heavy loamed soil.
References
1. Wilson B. Shoot competition and root competition, J. Appl. Ecology, 1988, Vol. 25, pp. 279-296.
2. Vandermeer J. The ecology of intercropping, Cambridge, Cambridge University Press, 1989, 237 p.
3. Bab'eva I. P., Zenova G. M. Biologiya pochv (Soil biology), Moscow, MGU, 1989, 333 p.
4. Bayandinova B. T., Odintsev A. V. produktivnost' odnoletnikh kormovykh kul'tur v vysokogor'yakh Altaya (Productivity of annual fodder crops tour in the highlands of the Altai), Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta, 2011, No. 1 (75), pp. 5-9.
5. Demidenko K. P. Morfo-biologicheskie osobennosti i produktivnost' ukosnogo gorokha v chistykh i smeshannykh posevakh v Tsentral'noi chasti stepi USSR (Morpho-biological features and productivity of hay peas in pure and mixed crops in Central steppe of the USSR), avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk, Khar'kov, 1978, 26 p.
6. Dovidaitis V. Yu. Vyrashchivanie zernobobovykh v Litve (Bean Farming in Lithuania), Zernovoe khozyaistvo, 1982, No. 8, pp. 27-28.
7. Eliseev S. L., Renev E. A., Terent'ev V. A. Odnoletnie bobovo-zlakovye zerno-kormovye smesi v Predural'e (Annual leguminous-cereal grain, but the feed mixture in the Urals), Niva Povolzh'ya, 2008, No. 4 (9), pp. 7-10.
8. Zavalin A. A., Bezgodova I. L. Effektivnost' primeneniya udobrenii i biopreparatov v chistykh i smeshannykh po-sevakh yachmenya i gorokha (Efficiency of application of fertilizers and biopreparations in pure and mixed crops of barley and peas), Plodorodie, 2009, No. 2, pp. 34-36.
9. Zudilin S. N., Alekseeva L. G. Formirovanie agrotsenozov yachmenya s gorokhom na zernofurazh v lesostepi Srednego Povolzh'ya (Formation of agriculture with barley and peas for forage in the forest-steppe of the Middle Volga region), Kormoproizvodstvo, 2000, No. 11, pp. 23-25.
10. Pasynkova E. N., Zavalin A. A. Otsenka effektivnosti smeshannykh posevov yarovoi pshenitsy i viki (Evaluation of the efficiency of the mixed crops of spring wheat and vetch), Doklady Rossiiskoi akademii sel'skokhozyaistvennykh nauk, 2010, No. 1, pp. 6-8.
11. Metodicheskoe rukovodstvo po issledovaniyu smeshannykh agrofitotsenozov (Methodological guide for the research of mixed agrophytocenoses), N.A. Laman [etc.], Minsk, Navukaitekhnika, 1996, 101 p.
12. Tyutyunnikov A. I. Odnoletnie kormovye travy (Annual forage grass), Moscow, Rossel'khozizdat, 1973, 200 p. УДК 631.82:631.582:633.14 «324»:631.445.24'
ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКА И ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ
М. И. Пинаева, аспирант; Л. А. Михайлова, д-р с.-х. наук, профессор;
Ю. А. Акманаева, канд. с.-х. наук, доцент,
ФГБОУ ВО Пермская ГСХА,
ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990
E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье приводятся результаты исследований по изучению влияния предшественника и методов расчета доз минеральных удобрений на урожайность зерна озимой ржи, возделываемой на распространенной в Пермском крае дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. Исследования проводились в трех закладках короткоротационных полевых опытов 20142016 гг. на учебно-научном опытном поле ФГБОУ ВО Пермская ГСХА. Урожайность озимой ржи в большей степени зависела от погодных условий, чем от изучаемых факторов. В годы с избыточным увлажнением ни предшественник, ни дозы минеральных удобрений не влияют на урожайность зерна озимой ржи. В благоприятные годы при возделывании озимой ржи по сиде-ральному и чистому парам дозы минеральных удобрений можно рассчитывать по средним рекомендованным дозам или методом на планируемую урожайность с учетом поправочного коэффициента на плодородие почвы. Максимальная урожайность озимой ржи 3,25 т/га в среднем за три года получена при внесении минеральных удобрений, рассчитанных на планируемую урожайность.
Ключевые слова: чистый пар, сидеральный пар, дерново-подзолистая среднесуглинистая почва, дозы минеральных удобрений, урожайность, озимая рожь.
Введение. Озимая рожь - одна из важнейших продовольственных культур. Благодаря высокой адаптации она отличается экологической пластичностью и стабильностью урожайности [3, 8]. Рожь по праву считается культурой низкого экономического риска, что позволяет отнести ее к страховой культуре в засушливые годы: независимо от метеорологических условий способна обеспечить ста-
бильное производство продовольственного зерна [1, 2].
Она лучше всех зерновых культур удается на кислых, дерново-подзолистых почвах, занимающих 80% всей площади пашни Пермского края. Эти почвы бедны питательными веществами, характеризуются повышенным содержанием подвижных форм алюминия и марганца, подавленностью микробиологических процессов [9, 20].
