CC BY
30
УДК: 631.51:633.11
эффективность систем обработки почвы и средств интенсификации при возделывании озимой пшеницы в условиях цчз
В.И. ТУРУСОВ, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор
В.М. ГАРМАШОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
Н.В. ДРОНОВА, младший научный сотрудник
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Чернозёмной полосы им. В.В. Докучаева, квартал 5, 81, поселок2-го участка института им Докучаева, Таловский район, Воронежская обл., 397463, Россия.
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили на базе ФГБНУ НИИСХ ЦЧП в 2011-2013 гг. с целью разработки приемов воспроизводства плодородия почвы и повышения урожайности озимой пшеницы. В годы исследований различные системы основной обработки почвы в севообороте оказывали незначительное влияние на агрофизические свойства чернозема. В среднем за вегетационный период озимой пшеницы плотность сложения слоя почвы 0-30 см при отвальной разноглубинной системе обработки составляла 1,14 г/см3, при комбинированной - 1,09 г/см3. Мало изменялся и режим влажности почвы. Запасы продуктивной влаги в метровом слое в начале вегетации озимой пшеницы по изучаемым системам обработки находились в пределах 102,7-111,6 мм. Отвальная разноглубинная обработка в севообороте способствовала улучшению азотного режима почвы под озимой пшеницей, что наиболее явно было выражено в годы с прохладной погодой и малым количеством осадков весной. В среднем за вегетационный период в слое почвы 0-30 см содержание доступного фосфора и обменного калия составляло при отвальной разноглубинной системе обработки почвы в севообороте 9,4-9,7 и 8,5-10,6 мг/кг абс. сухой почвы, при комбинированной - 10,0-10,2 и 9,4-9,6 мг/кг абс. сухой почвы, при НСР05 = 3,6 и 2,2 мг/кг абс. сухой почвы. Наибольший эффект взаимодействия обработки почвы и применения минеральных удобрений в улучшении питательного режима при возделывании озимой пшеницы в условиях юго-востока ЦЧР достигается при комбинированной системе обработки почвы в севообороте с дисковым лущением непосредственно под озимую пшеницу. Ключевые слова: система обработки почвы в севообороте, обработка почвы, озимая пшеница, минеральные удобрения.
Для цитирования: Турусов В.И., Гармашов В.М., Дронова Н. В. Эффективность систем обработки почвы и средств интенсификации при возделывании озимой пшеницы в условиях ЦЧЗ // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №7. С. 68-70.
Интенсивное использование почвы с большим количеством агрессивных воздействий приводит к ухудшению ее агрофизических свойств, влагообеспе-ченности посевов, уровня минерального питания и в целом плодородия почвы и продуктивности культур, а также экологической стабильности в агроландшафтах [1, 2, 3, 4, 5, 6].
Сохранение и воспроизводство плодородия почвы, предотвращение эрозионных процессов, улучшение экологической обстановки в агроландшафтах основополагающие направления развития современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия [7, 8, 9]. Один из важных ресурсов сохранения и повышения плодородия почвы - совершенствование приемов ее механической обработки [10, 11, 12, 13].
Цель наших исследований - разработать наиболее эффективные системы основной обработки почвы в севообороте, обеспечивающие сохранение агрофизических свойств чернозёма обыкновенного и повышение урожайности озимой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 201 1-2013 гг. в НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева в стационарном опыте отдела адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Объект исследований - чернозем обыкновенный среднегу-мусный среднемощный тяжелосуглинистый с благоприятными физико-химическими показателями и следующей агрохимической характеристикой слоя 0-40 см: содержание гумуса (по Тюрину в модификации В.Н. Симакова, ГОСТ 26213-91) - 7,1%, общего азота (по Гинзбургу) - 0,36%, общего фосфора (по Гинзбургу и Щегловой) - 0,33%, общего калия (по Ожигову) - 1,87%, азота гидролизуемого (по Тюрину и Кононовой) - 63,3 мг/кг почвы, сумма поглощенных оснований (по ГОСТ 27821-88) - 68,7 мг/кг почвы, рН солевой вытяжки - 7,14%, гидролитическая кислотность - 0,70 мг-экв/100 г почвы.
Работу проводили в звене севооборота горох -озимая пшеница. Изучали две системы основной обработки почвы в севообороте: отвальная разноглубинная (вспашка на глубину 15-17 см под горох и поверхностная обработка на 6-8 см под озимую пшеницу) и комбинированная (чизелевание на 1517 см под горох и поверхностная на 6-8 см под озимую пшеницу). На фоне систем обработки почвы исследовали различные дозы и приемы внесения минеральных удобрений: NPK по 60 кг д.в. на 1 га под основную обработку почвы и одна подкормка аммиачной селитрой в дозе (в ранний весенний период) или две подкормки в дозе (первая рано весной и вторая в фазе колошения озимой пшеницы). В вариантах с применением гербицида применяли препарат Прима в дозе 0,4-0,6 л/га в фазе кущения.
Опыт закладывали в трехкратной повторности, размещение делянок систематическое. Посевная площадь - 119,0 м2 (17,0 м х 7,0 м), учетная - 75,0 м2 (15,0 м х 5,0 м).
Таблица 1. Показатели плодородия чернозема обыкновенного при различных системах основной обработки почвы (2011-2013 гг.)
Система обработки Плотность сложения в слое 0-30 см в среднем за вегетацию, г/см3 Твердость почвы в слое 0-15 см в период ВВВ*, кг/см2 Содержание доступной влаги в слое 0-20/0-100 см в период ВВВ, мм
Отвальная разноглубинная 1,14 9,2 10,3/111,6 Комбинированная 1,09 8,6 12,5/102,7
* ВВВ - весеннее возобновление вегетации
Таблица 2. влияние обработки почвы на структурно-агрегатный состав почвы под озимой пшеницей в слое 0-30 см (2011-2012 гг.)
Обработка почвы Количество агрегатов при сухом просеивании (%) размером, мм Коэффициент структурности
>10 I 10-0,25 <0,25
Отвальная разноглубин-
ная 9,5 81,6 8,9 4,4
Комбинированная 6,9 81,9 9,2 5,1
Исследования проводили согласно методикам, принятым в опытах по общему земледелию и растениеводству, а также в практике лабораторных работ с озимой пшеницей сорта Крастал [14, 15, 16].
Засушливые условия лета и осени 2010 г., даже при благоприятных погодных условиях вегетационного периода 2011 г., негативно отразились на развитии и продуктивности озимой пшеницы в этом году. Вегетационный период 2012 г. был влажным и теплым, а 2013 г. отличался хорошей обеспеченностью влагой в весенний период, при количестве осадков в течение вегетации близком к среднемноголетней норме, что способствовало формированию высокой продуктивности озимой пшеницы.
чина этого показателя составляла 12,5 и 102,7 мм соответственно. В течение вегетации озимой пшеницы запасы продуктивной влаги уменьшались в связи с нарастанием водопотребления растениями и углублением корневой системы. При этом влагоо-беспеченность практически не зависела от системы основной обработки почвы.
Содержание агрономически ценных структурных агрегатов в почве во всех изучаемых вариантах было высоким, о чем свидетельствует величина коэффициента структурности - 4,4-5,1 (табл. 2).
Системы основной обработки почвы слабо влияли на содержание элементов минерального питания растений в период вегетации озимой пшеницы (табл. 3).
Таблица 3. влияние различных систем основной обработки почвы на содержание элементов питания в слое 0-30 см в среднем за вегетацию (2011-2013 гг.)
Система обработки почвы
Доза удобрений
ЫОу
мг/кг
К2О
мг/100 г
Отвальная разноглубинная
Комбинированная
НСР„
без удобрений без удобрений + гербицид М60Р60К60 + Мзо+ гербицид
М60Р60К60+ + ^0+гербицид
без удобрений без удобрений + гербицид + гербицид + +№0+гербицид
N Р К 60 60 60
N Р К 60 60 60
8.4
8.5 9,9 10,6 6,8 7,9 11,6 12,0 3,3
9,7 9,4 12,0 9,1 10,2 10,0 12,0 10,9 3,6
10,6
8.5 12,0 10,6 9,4
9.6 11,9 11,6 2,2
результаты и обсуждение. Озимая пшеница, в силу своих биологических особенностей, предъявляет невысокие агроэкологические требования к обработке почвы. В условиях ЦЧР при интенсивной технологии ее возделывания вклад этого фактора в урожайность зерна составляет около 10% [17].
В нашем опыте различные системы обработки почвы хотя и оказывали влияние на изменение таких ее агрофизических свойств, как плотность сложения и твердость, но величины этих показателей в обоих вариантах не выходили за пределы оптимальных диапазонов и незначительно влияли на рост и развитие озимой пшеницы (табл. 1).
Существенных различий по содержанию влаги по слоям почвы в период возобновления вегетации растений также не отмечено. Разноглубинная отвальная обработка почвы способствовала накоплению 10,3 мм влаги в слое 0-20 см и 111,6 мм в метровом горизонте. При комбинированной обработке вели-
Некоторое увеличение количества нитратного азота в слое 0-30 см отмечали при отвальной разноглубинной обработке, что наиболее явно было выражено в годы с прохладной погодой и малым количеством осадков весной. Содержание доступного фосфора и обменного калия в среднем за вегетационный период в слое почвы 0-30 см составляло при отвальной разноглубинной системе обработки почвы в севообороте 9,4-9,7 и 8,5-10,6 мг/кг абс. сухой почвы соответственно, при комбинированной - 10,0-10,2 и 9,49,6 мг/кг абс. сухой почвы, при НСР095 = 3,6 и 2,2 мг/ кг абс. сухой почвы.
Более значительное увеличение содержания нитратного азота и обменного калия в почве под озимой пшеницей обеспечивало ежегодное применение минеральных удобрений. Наибольший эффект от взаимодействия изучаемых приемов в условиях юго-востока ЦЧР достигается при комбинированной системе обработки почвы в севообороте.
Таблица 4. Урожайность озимой пшеницы при различных системах основной обработки почвы, ц/га
Система обработки почвы Доза удобрений 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее
Отвальная разноглу- без удобрений 18,6 19,1 46,6 28,1
бинная без удобрений + гербицид 18,9 22,1 42,9 28,0
^0Р60К60 + ^0+ гербицид 20,7 21,1 47,3 29,7
^оР6оКЛо+^о+ гербицид 21,0 21,3 53,3 31,9
Комбинированная без удобрений 18,1 22,3 42,9 27,8
без удобрений + гербицид 19,0 22,6 42,4 28,0
|60Р60К60+|30+ гербицид 19,2 22,1 51,7 31,0
^0Р60К60+^0+^0+ гербицид 23,4 22,6 52,6 32,9
НСР05 1,9 2,6 5,8
Применение гербицида Прима в дозе 0,4-0,6 л/га, которое обеспечивало снятие фактора засоренности, в большей мере улучшало питательный режим почвы при комбинированной системе обработки, что, возможно, и способствовало повышению эффективности вносимых удобрений под озимую пшеницу.
Результаты исследований показывают, что изучаемые системы обработки почвы незначительно влияли на урожайность озимой пшеницы (табл. 4).
Внесение NPK по 60 кг д.в. на 1 га в сочетании с однократной подкормкой по разноглубинной отвальной обработке обеспечивало прибавку урожая зерна озимой пшеницы на 8%, а двукратная подкормка по на фоне той же дозы основного удобрения увеличивала прибавку урожайности, по сравнению с контролем, на 12%. При этом эффективность минеральных удобрений на фоне комбинированной системе обработки почвы оказалась выше на 17-19%.
Наибольшая прибавка зерна озимой пшеницы сформировалась при использовании минеральных удобрений с внесением двукратной подкормки азотом на фоне комбинированной системы обработки почвы и составила 5,1 ц/га.
выводы. Таким образом, в климатических условиях ЦЧР, на черноземе обыкновенном наибольший эффект от использования средств интенсификации земледелия при выращивании озимой пшеницы по зернобобовым предшественникам обеспечивает комбинированная система обработки почвы в севообороте с дисковым лущении непосредственно под озимую пшеницу. При этом прибавка от применения гербицида составляет 0,3 ц/га, от NPK по 60 кг д.в. на 1 га в основное внесение и одной подкормки N 30 кг д.в. на 1 га в сочетании с гербицидом - 3,3 ц/га, аналогичной дозы основного удобрения и двух подкормок по N 30 кг д.в. на 1 га в сочетании с гербицидом - 5,1 ц/га.
Литература.
1. Коржов С.И., Трофимова Т.А., Черников А.С. Изменение физических свойств чернозема выщелоченного при сельскохозяйственном использовании// Вестник Российской академии с.-х. наук. 2009. № 3. С. 34-37.
2. Щербаков А.П., Васенев И.И. Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО. Курск: изд-во ВНИИ Земледелия и защиты почв от эрозии, 1996. 326 с.
3. Husnjak S., Filipovic D., Kosutic S. Influence of different tillage systems on soil physical properties and crop yield // Rostlinn Vyroba. 2002. Vol. 48 (6). pp. 249-254.
4. Effect of tillage, rotation and crop residues on wheat crop productivity, fertilizer nitrogen and water use efficiency and soil organic carbon status in dry area (rainfed) of north-west Pakistan / W. Mohammad, S. M.Shah, S. Shehzadi, S.A. Shah //Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2012. Vol. 12 (4). pp. 715-727.
5. Коваленко М.В., Марковская Г.К. Влияние способов основной обработки почвы на её ферментативную активность // Вестник Казанского ГАУ. 2013. №1 (27). С. 108-111.
6. Власенко А.Н., Власенко Н.Г., Коротких Н.А. Перспективы технологии No-till в Сибири // Земледелие. 2013. №1. С. 16-19.
7. Баздырев Г.И., Заверткин И.А. Возможности и проблемы минимализации обработки почвы при длительном ее использовании // Известия ТСХА. 2008. №4. С. 4-16.
8. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы) теория и практика. М.: Изд-во Агрорус, 2009. Том II. 1104 с.
9. Mensah Albert K. Role of revegetation in restoring fertility of degraded mined soils in Ghana // International journal of biodiversity and conservation. 2015. Vol. 7 (2). pp. 57-80.
10. Кирюшин В.И. О Белгородской модели модернизации сельского хозяйства и биологизации земледелия//Земледелие. 2013. №1. С. 3-6.
11. Шакиров Р.С., Гилаев И.Г. Агрофизические свойства и водный режим серой лесной почвы при различных системах удобрения и способах обработки почвы на примере яровой пшеницы// Вестник Казанского ГАУ. 2013. №4(30). С. 160-164.
12. Турусов В.И., Гармашов В. М., Шевченко В.А. Возможности минимализации обработки черноземных почв в Воронежской области //Достижения науки и техники АПК. 2014. Т.28. №12. С. 5-8.
13. Peter R Hobbs, Ken Sayre, Raj Gupta. The role of conservation agriculture in sustainable agriculture // Philosophical Transactions Royal Society B. 2008. Vol. 363. pp. 543-555.
14. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
15. Практикум по земледелию / под редакцией С.А. Воробьева. Изд. 3-е, доп. и перераб. М.: Изд-во «Колос», 1967. 319 с.
16. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Изд. 5-е доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
17. Гулидова В.А. Ресурсосберегающая технология озимой пшеницы. Липецк: ООО «Центр полиграфии», 2006. 400 с.
EFFICIENCY OF TILLAGE SYSTEMS AND MEANS OF INTENSIFICATION AT wINTER wHEAT
cultivation under conditions of central black soil zone
V.I. Turusov, V.M. Garmashov, N.V. Dronova
Scientific Research Institute of Agriculture Central Chernozem Zone named after V.V. Dokuchaev, Talovskiy area, Voronezh region, 397463, Russia.
Summary. The research was conducted on the basis of V.V. Dokuchaev Research Institute of Agriculture of Central Black Soil Zone in 2011-2013 in order to develop techniques for reproduction of soil fertility and rise of the yield of winter wheat. In the years of investigation different tillage systems in crop rotation influenced insignificantly agro-physical properties of black soil. During the growing season of winter wheat the density of the soil layer 0-30 cm was on the average 1.14 g/cm3 with moldboard tillage at different depths; for combined tillage system it was 1.09 g/cm3. Soil moisture regime also changed insignificantly. The reserves of productive moisture in one-meter layer of soil were 102.7-111.6 mm at the beginning of vegetation of winter wheat with studied tillage systems. Moldboard tillage at different depths in crop rotation improved nitrogen regime of soil under winter wheat, which is most clearly expressed in years with cool weather and low spring rainfall. In the soil layer 0-30 cm the content of available phosphorus and exchangeable potassium on average of vegetation period was 9.4-9.7 and 8.5-10.6 mg/kg of dry soil for moldboard tillage at different depths. For combined tillage system these values were 10.0-10.2 and 9.4-9.6 mg/kg of dry soil. LSD05 was 3.6 and 2.2 mg/kg of dry soil. The greatest effect of the interaction of tillage and fertilizer application in improving of the nutrient status of the soil for winter wheat under conditions of the southeast of central black soil zone was achieved with combined tillage systems in crop rotation with disk cultivation of soil directly before winter wheat.
Key words: soil tillage system in crop rotation, soil cultivation, winter wheat, mineral fertilizers.
Author Details: V.I. Turusov, Corresponding Member of RAS, Director (e-mail: [email protected]); V.M. Garmashov, Cand. Sc. (Agr.), Head of Division; N.V. Dronova, Junior Researcher
For citation: Turusov V.I., Garmashov V.M., Dronova N.V. Efficiency of tillage systems and means of intensification at winter wheat cultivation under conditions of Central Black Soil zone. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. V.29. №7. pp. 68-70 (In Russ)
