CC BY
40
ние 1. Обоснование метода / А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева // Генетика. - 1985. - Т. 21. - № 9. -С. 1481-1490.
8. Сортовая политика и технологии производства зерна на Среднем Урале / Н.Н. Зезин [и др.] // Уральский НИИСХ. - Екатеринбург. - 2008. -281 с.
9. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур. - СПб. : ВИР. -2010. - 140 с.
10. Методические указания по изучению устойчивости зерновых бобовых культур к болезням. -Ленинград, 1976. - 125 с.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов - М. : Книга по требованию. - 2012. - 352 с.
12. Омельянюк Л.В. Специфичность реакций сортообразцов гороха различного морфотипа на изменение гидротермического обеспечения периода вегетации / Л.В. Омельянюк // Доклады РАСХ. -2013. - № 2. - С. 20-23.
13. ЗубовА.Е. Экологическая пластичность и стабильность формирования урожайности зерна сортами гороха различных морфотипов / А.Е. Зубов, А.И. Катюк // Генетика, селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур : сб. науч. тр. : к 100-летию Самарского НИИСХ / науч. ред., сост. А.А. Вьюшков. - Самара : НТЦ, 2003. -С. 184-188.
Омельянюк Людмила Валентиновна,
гл.н.с., д-р с.-х. наук, доц., Омский АНЦ, [email protected]; Козионова Елена Геннадьевна, н.с., аспирант, Уральский НИИСХ - филиал УрФАНИЦ УрО РАН, [email protected].
metoda / A.V. Kil'chevskij, L.V. Hotyleva // Genetika. -1985. - T. 21. - № 9. - S. 1481-1490.
8. Sortovaya politika i tekhnologii proizvodstva zerna na Srednem Urale / N.N. Zezin [i dr.] // Ural'skij NIISH. - Ekaterinburg. - 2008. - 281 s.
9. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu kol-lekcii zernovyh bobovyh kul'tur. - SPb. : VIR. - 2010. -140 s.
10. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu us-tojchivosti zernovyh bobovyh kul'tur k boleznyam. -Leningrad, 1976. - 125 s.
11. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issle-dovanij) / B.A. Dospekhov - M. : Kniga po trebova-niyu. - 2012. - 352 s.
12. Omel'yanyuk L.V. Specifichnost' reakcij sortoobrazcov goroha razlichnogo morfotipa na izme-nenie gidrotermicheskogo obespecheniya perioda ve-getacii / L.V. Omel'yanyuk // Doklady RASH. - 2013. -№ 2. - S. 20-23.
13. Zubov A.E. Ekologicheskaya plastichnost' i stabil'nost' formirovaniya urozhajnosti zerna sortami goroha razlichnyh morfotipov / A.E. Zubov, A.I. Katyuk // Genetika, selekciya i semenovodstvo sel'skohozyajstvennyh kul'tur : sb. nauch. tr. : k 100-letiyu Samarskogo NIISH / nauch. red., sost. A.A. V'yushkov. - Samara : NTC, 2003. - S. 184188.
Omel'yanyuk Lyudmila Valentinovna, Chief Sci. Officer, Doc. of Agr. Sci., Ass. Prof., Omsk Agricultural research center, [email protected]; Ko-zionova Elena Gennadievna, Research Associate, Postgraduate, Ural Federal agricultural research center of the Ural branch of the Russian Academy of Sciences, [email protected].
УДК 631.484:631.445.4
В.И. ПОПОВА1, В.А. ЧУДИНОВ2, Е.П. БОЛДЫШЕВА1, АИ. БЕКМАГАМБЕТОВ2
1Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск, Российская Федерация
2Карабалыкская сельскохозяйственная опытная станция, Республика Казахстан
НАКОПЛЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОБЫКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ
Проводились исследования в полевом зернопаровом восьмипольном севообороте и на бессменной пшенице с целью совершенствования ресурсосберегающей системы обработки и изучения возможностей применения нулевой технологии при возделывании зерновых, зернобобовых и масличных культур. Цель исследований - изучить влияние ресурсосберегающей технологии в полевом зернопаровом восьмиполь-
© Попова В.И., Чудинов В.А., Болдышева Е.П., Бекмагамбетов А.И., 2020
ном севообороте на основе минимализации обработки почвы на ее водно-физические свойства и биологическую активность, накопление растительных остатков в условиях Северного Казахстана. Полевые опыты проведены в 2015-2017 гг. на черноземе обыкновенном Костанайской области. Обеспеченность подвижным фосфором средняя (содержание Р2О5 в слое 0-20 см 80 мг/кг по Чирикову), азотом - средняя (N-N0 - 11,2), обменным калием - высокая (К2О - 420 мг/кг по Чирикову), содержание гумуса - 5,4%, рН (водн.) 6,6-7,0. Выявлено, что при нулевой технологии возделывания сельскохозяйственных культур улучшаются водно-физические свойства почв, более экономно расходуется почвенная влага, активизируется деятельность почвенной микрофлоры. Результаты определения плотности почвы показали, что по данному показателю между вариантами технологии возделывания культур не наблюдается существенных различий. По суммарным запасам растительных остатков на поверхности и в верхнем (0-10 см) слое почвы в среднем по всем непаровым предшественникам нулевая технология превзошла традиционную на 57,5%. Превышение количества растительных остатков в пользу гербицидных паров над традиционными (механическими) составило 105,1%. На всех этапах роста и развития культур более экономный расход почвенной влаги отмечен на фонах нулевой обработки почвы. Большее количество стерни и пожнивных остатков при минимализации механических обработок почвы способствует меньшему испарению влаги с поверхности почвы. Под большинством культур в опыте более интенсивное разложение льняных тканей в почве происходило при нулевой технологии возделывания. Это является косвенным свидетельством более высокой активности почвенной микрофлоры, в частности целлюлозоразрушающих грибов, при данной системе земледелия.
Ключевые слова: технология, растительные остатки, чернозем, биологическая активность.
Введение
Интенсивная химизация земледелия в мире, рост и интенсификация применения минеральных удобрений, пестицидов привели к ряду негативных процессов: развитию эрозионных явлений, ухудшению почвенной структуры, исчезновению полезной энто-мофауны и т.д. В современных условиях в сельскохозяйственном производстве в результате дефицита элементов питания и постоянного их отчуждения с урожаем, при недостаточном применении минеральных удобрений, их высокой стоимости возникает объективная необходимость поиска альтернативных средств и приемов сохранения и повышения плодородия почв. Негативные явления побуждают пересмотреть отношение к основным принципам разработки систем земледелия [1].
При использовании биологических ресурсов предусматривается совершенствование структуры посевных площадей, в частности освоение севооборотов с зернобобовыми культурами. В процессе минерализации органических остатков, кроме азота, высвобождаются фосфор, калий, кальций, магний, другие макро- и микроэлементы, биологически активные вещества. Основными приемами совершенствования севооборотов, которые способны обеспечить высокий урожай и качество продукции, сохранение почвенного плодородия без нарушения экологического равновесия агроценозов, яв-ляяются: введение в севооборот бобовых культур, максимальное использование нетоварной части урожая (соломы, пожнивно-корневых остатков и т.д.) для возврата элементов питания и активизации почвенной биоты [2-5].
В настоящее время известны различные приемы повышения содержания гумуса в почве. В частности, разные виды механической обработки почвы оказывают влияние на гумусированность [6; 7]. Важным фактором, влияющим на гумусовое состояние почв, является набор выращиваемых культур и их чередование в севообороте. От него зависят количество и состав поступающих в почву растительных остатков. Количество органических остатков, поступающих в почву, в агроэкосистемах по сравнению с природными ландшафтами в 2-8 раз ниже в зависимости от культуры, урожая и системы удобрений [8; 9].
Таким образом, для сохранения и повышения содержания гумуса в черноземных почвах решающее значение имеет увеличение притока органической массы в виде растительных остатков и оптимизация биологической активности, которые обеспечиваются при совершенствовании чередования культур в севооборотах, введении в севооборо-
ты культур, оставляющих в почве более качественные растительные остатки и в большем количестве при новых подходах к интенсивности механических обработок.
Цель исследований - изучить влияние ресурсосберегающей технологии в полевом зернопаровом восьмипольном севообороте на основе минимализации обработки почвы на ее водно-физические свойства и биологическую активность, накопление растительных остатков в условиях Северного Казахстана.
Материалы и методы
Полевые эксперименты проведены в 2015-2017 гг. в ТОО «Карабалыкская сельскохозяйственная опытная станция» на черноземе обыкновенном среднесуглинистом Костанайской области. Обеспеченность подвижным фосфором средняя (содержание Р2О5 в слое 0-20 см 80 мг/кг по Чирикову), азотом - средняя (N-N03 - 11,2), обменным калием - высокая (К2О - 420 мг/кг по Чирикову), содержание гумуса - 5,4%, рН (водн.) 6,6-7,0. Показатели плодородия почв изучались при традиционной почвозащитной и нулевой системах обработки почвы в зернопаровом восьмипольном севообороте и на бессменной пшенице с различным уровнем интенсификации возделывания культур. Чередование полевых культур в зернопаровом восьмипольном севообороте:
1. Пар 5. Горох
2. Пшеница 6. Пшеница
3. Пшеница 7. Лен
4. Пшеница 8. Пшеница
Традиционная технология заключалась в следующем:
1. За ротацию зернопарового восьмипольного севооборота проводятся две глубокие плоскорезные обработки, глубина 20-22 см (в паровом звене - последняя обработка пара, в плодосменном звене - под горох), на бессменной пшенице - один раз в 4 года. На остальных полях - мелкие осенние обработки КПЭ-3,8 на глубину 10-12 см.
2. В паровом поле проводятся четыре мелкие обработки почвы КПЭ-3,8 в агрегате с зубовыми боронами (гл. 10-12 см), 5-я обработка - глубокая.
3. Ранневесеннее закрытие влаги на всех полях севооборота игольчатыми боронами БИГ-3 (гл. 3-4 см.).
4. Предпосевная культивация почвы КПЭ-3,8 (гл. 5-6 см.).
5. Посев культур сеялками СЗС-2,1 с анкерными сошниками.
6. Прикатывание почвы после посева 3ККШ-6.
7. Химическая прополка селективными гербицидами в зависимости от видового состава и степени засоренности посевов в фазе кущения на пшенице, на горохе - в фазу ветвления, на льне - в фазу «елочки».
8. Инсектициды, фунгициды факультативно, при экономическом пороге вредоносности.
Нулевая технология (для зернопарового восьмипольного севооборота и бессменной пшеницы):
1. В паровом поле химические обработки вегетирующих сорняков гербицидами сплошного действия (2-я декада июня, 2-3-я декада июля).
2. Предпосевная обработка сорняков гербицидами сплошного действия за 5-10 дней до посева культур.
3. Посев культур сеялками СЗС-2,1 с анкерными сошниками с одновременным внесением удобрений.
4. Химическая прополка селективными гербицидами в зависимости от видового состава и степени засоренности посевов в фазе кущения на пшенице, на горохе - в фазе ветвления, на льне - в фазе «елочки».
5. Инсектициды, фунгициды факультативно, при экономическом пороге вредоносности.
Для активизации деятельности клубеньковых бактерий семена пшеницы перед посевом обрабатываются препаратами против грибковых заболеваний, семена гороха -нитрагином.
Повторность опыта 4-кратная. Размер делянок 360 м . Проводили: определение плотности почвы (весной до посева), продуктивной влаги в метровом слое почвы (перед посевом, в фазы кущения (ветвления), цветения и после уборки культур), биологической активности почвы методом льняных полотен; учет растительных остатков на поверхности и в верхнем (0-10 см) слое почвы.
Результаты исследования
Результаты определений показали, что по плотности почвы между вариантами технологии возделывания изучаемых культур не наблюдается существенных различий (табл. 1). В среднем по опыту плотность почвы в слое 0-30 см варьирует в пределах 1,00-1,09 г/см3, что является хорошим параметром для развития сельскохозяйственных культур в данной зоне. Можно констатировать, что отказ от механических обработок не приводит к более сильному уплотнению почвы по сравнению с традиционной технологией возделывания культур.
Поэтому так важны сведения о влажности почвы, закономерностях ее формирования и изменения во времени и в пространстве в различных климатических зонах. Установление зависимости формирования урожая от запасов почвенной влаги имеет значение для оценки состояния посевов и насаждений, для определения эффективности агротехнических мероприятий.
Таблица 1
Плотность почвы по предшественникам перед посевом культур (среднее за 2015-2017 гг.), г/см3
Предшественник Технология Слой почвы, см
0-10 10-20 20-30 0-30
Пар традиционная 1,02 1,07 1,04 1,04
нулевая 1,01 1,04 1,06 1,04
1. КПП (пшеница) традиционная 1,02 1,10 1,11 1,08
нулевая 0,88 1,06 1,10 1,01
2. КПП (пшеница) традиционная 0,98 1,06 1,06 1,03
нулевая 0,97 1,05 1,08 1,03
3. КПП (пшеница) традиционная 0,96 1,09 1,06 1,04
нулевая 0,96 1,08 1,07 1,04
4. КС (горох) традиционная 1,01 1,08 1,11 1,07
нулевая 0,94 1,11 1,16 1,07
5. КС (пшеница) традиционная 0,98 1,13 1,17 1,09
нулевая 1,02 1,12 1,13 1,09
6. КС (лён) традиционная 0,96 1,07 1,07 1,03
нулевая 0,95 1,06 1,03 1,01
7. КС (пшеница) традиционная 1,01 1,07 1,04 1,04
нулевая 0,90 1,04 1,06 1,00
Бессменный посев
Пшеница традиционная 0,94 1,07 1,11 1,04
нулевая 0,98 1,06 1,10 1,05
Средние по опыту традиционная 0,99 1,08 1,09 1,05
нулевая 0,96 1,07 1,09 1,04
Примечание. КПП - культура после пара, КС - культура севооборота.
Ранней весной пополнение запасов почвенной влаги происходит за счет талых вод, но одновременно влага расходуется на испарение и просачивание в нижележащие
слои. С начала вегетации сельскохозяйственных культур изменение запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы происходит в результате совокупного действия метеорологических факторов и растений. В зоне недостаточного увлажнения влагонакоплению способствует чистый пар. В сухостепных районах на чистых парах ко времени сева озимых продуктивной влаги накапливается на 50-60 мм больше, чем на непаровых полях. Нередко эта разность достигает 70-100 мм. Существенное значение в регулировании почвенной влаги имеет ранняя вспашка зяби. Все мероприятия, направленные на уменьшение непродуктивного испарения и снегозадержание в степной засушливой зоне, способствуют оптимизации водного режима почвы.
По весенним запасам почвенной влаги пшеница по парам не имела существенных преимуществ перед культурами, расположенными по другим предшественникам. На большинстве полей в опыте более высокие запасы почвенной влаги перед посевом отмечены на фонах нулевой технологии возделывания культур. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в этот период, в среднем по всем культурам, составили 134,0 мм и 137,9 мм на фонах традиционной и нулевой обработок почвы соответственно (табл. 2).
Таблица 2
Динамика запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы (среднее за 2015-2017 гг.), мм
Культура Технология Перед посевом Кущение (ветвление) Цветение После уборки
Пар традиционная 134,6 109,1 105,8 86,7
нулевая 146,9 121,4 115,3 92,1
1. КПП (пшеница) традиционная 141,2 61,5 44,4 15,8
нулевая 137,4 81,0 57,5 21,8
2. КПП (пшеница) традиционная 125,8 52,0 52,0 28,2
нулевая 139,0 73,4 56,3 34,8
3. КПП (пшеница) традиционная 136,1 71,9 62,6 32,6
нулевая 141,3 92,3 73,6 34,5
4. КС (горох) традиционная 135,3 81,8 60,6 16,6
нулевая 140,8 89,6 61,3 18,9
5. КС (пшеница) традиционная 134,0 75,6 36,5 17,1
нулевая 140,1 97,6 40,6 18,6
6. КС (лён) традиционная 127,6 78,1 31,2 6,0
нулевая 129,9 110,3 43,1 15,3
7. КС (пшеница) традиционная 126,0 83,9 34,4 14,6
нулевая 121,2 88,8 52,1 23,2
Пшеница бессменно традиционная 146,0 67,5 59,0 27,2
нулевая 153,6 79,3 67,0 31,4
Средние по культурам, без паров традиционная 134,0 71,5 47,6 19,7
нулевая 137,9 89,0 56,4 24,8
Примечание. КПП - культура после пара, КС - культура севооборота.
В фазах кущения - трубкования пшеницы и стеблевания гороха и льна наблюдается резкое, в 1,5-2 раза, снижение запасов почвенной влаги по всему почвенному профилю. Это фазы наиболее интенсивного роста и развития растений. Заметно более экономное расходование почвенной влаги на фонах нулевой технологии возделывания культур. На фонах традиционной технологии возделывания, в среднем по всем культурам, запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы составили 71,5 мм. На фонах нулевой обработки почвы этот показатель был равен 89,0 мм. Растительная мульча на поверхности почвы при нулевой технологии возделывания культур способствует меньшему испарению и более экономному расходованию почвенной влаги.
В фазе цветения культур наблюдается дальнейшее снижение запасов продуктивной влаги в почве на большинстве вариантов опыта. Средние по всем культурам запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы при традиционной технологии возделывания в этот период составили 47,6 мм, при нулевой обработке почвы - 56,4 мм.
За все 3 года исследований август был более жарким и засушливым, чем в обычные годы. В период созревания культур, в среднем за 3 года, продолжается интенсивное снижение запасов влаги в почве. После уборки запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, в среднем по всем культурам, составили 19,7 мм при традиционной технологии возделывания. При нулевой обработке почвы запасы влаги в почве были равны 24,8 мм. В верхних слоях почвенная влага на многих полях, особенно в плодосменном звене, была близка к мертвым запасам.
На парах в начале осени запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы составили 86,7 мм при традиционной механической обработке и 92,1 мм при обработке паров гербицидами.
На всех этапах роста и развития культур более высокие запасы почвенной влаги были отмечены при нулевой технологии возделывания культур.
Таким образом, паровые поля не всегда обеспечивают преимущество по запасам почвенной влаги на следующий год. Более благоприятная динамика запасов почвенной влаги обеспечивалась при нулевой технологии возделывания культур, благодаря большему количеству растительной мульчи на поверхности почвы.
Солома, стерня и корневые остатки убранных культур являются ценным источником пополнения питательных веществ и органики в почве, повышают устойчивость почв к водной и ветровой эрозии, способствуют задержанию снега в зимний период, улучшают режим впитывания талых вод весной, сокращают потери почвенной влаги в допосевной период и в период вегетации культур.
Масса растительных остатков, остающихся после уборки, определяется культурными растениями, а в пределах культуры параметры могут изменяться в зависимости от способа возделывания. Органические остатки содержат значительное количество элементов питания, освобождающихся при минерализации и используемых растениями и микроорганизмами. Они являются источником углекислого газа для растений. Количественный и качественный состав растительных остатков, темп их разложения оказывают влияние на формирование эффективного плодородия почвы.
Корневые и пожнивные растительные остатки являются важным источником поступления органического вещества для сохранения и воспроизводства плодородия почвы, актуальность использования которых возрастает в связи с ограниченными возможностями сельскохозяйственных предприятий по приобретению удобрения. Важным фактором при этом является повышение коэффициента гумификации корневых и пожнивных остатков, что возможно благодаря созданию оптимального соотношения углерода к азоту в растительных остатках за счет размещения озимой пшеницы по зернобобовым культурам и занятым парам.
Сельскохозяйственная культура оказывает существенное влияние на формирование органического вещества почвы за счет поступающих пожнивно-корневых остатков и, как следствие, возвращения в почву части питательных элементов, при этом сбалансированность культур в севообороте по количеству и качеству оставляемого растительного материала играет существенную роль.
На поверхности почвы растительных остатков после непаровых предшественников при нулевой технологии возделывания культур сохранилось на 713,6 г/м2, или 92,7% больше, чем при традиционной системе обработки почвы (1483,0 г/м2 и
769,4 г/м2 соответственно). В переводе на 1 га превышение составляет 7,2 тонны пожнивных остатков (табл. 3).
В верхнем (0-10 см) слое почвы содержание растительных остатков в среднем по всем непаровым предшественникам при нулевой обработке почвы было выше на 188,3 г/м2, или 23,5%, чем при традиционной системе земледелия (987,9 г/м2 и 799,6 г/м2 соответственно).
По суммарным запасам растительных остатков на поверхности и в верхнем (010 см) слое почвы в среднем по всем непаровым предшественникам нулевая технология превзошла традиционную на 901,9 г/м , или 57,5% (2470,9 г/м2 и 1569,0 г/м2 соответственно).
Суммарные запасы растительных остатков после химических и традиционных паров были 1865,4 г/м2 и 909,3 г/м2 соответственно. Превышение в пользу гербицидных паров составило 956,1 г/м2, или 105,1%.
Таблица 3
Содержание растительных остатков на поверхности и в верхнем (0-10 см) слое почвы по различным агрофонам перед посевом культур (среднее за 2015-2017 гг.), г/м2
Традиционная технология Нулевая технология
Предшественник Поверхность Слой почвы 0-10 см Суммарный Поверхность Слой почвы 0-10 см Суммарный
почвы запас почвы запас
Пар 293,8 615,5 909,3 1122,0 743,4 1865,4
1. КПП (пшеница) 860,2 652,7 1512,9 1478,8 862,2 2341,0
2. КПП (пшеница) 936,4 757,0 1693,4 1408,9 1014,7 2423,6
3. КПП (пшеница) 750,7 880,1 1630,8 1545,3 878,3 2423,6
4. КС (горох) 597,6 778,1 1375,7 1375,0 964,5 2339,5
5. КС (пшеница) 816,0 698,7 1514,7 1523,5 1012,0 2535,5
6. КС (лён) 578,6 747,7 1326,3 1040,9 1095,8 2136,7
7. КС (пшеница) 666,0 1000,9 1666,9 2060,6 990,9 3051,5
Пшеница бессменно 949,6 881,8 1831,4 1430,8 1084,6 2515,4
Средние по непаровым предшественникам 769,4 799,6 1569,0 1483,0 987,9 2470,9
Средние по опыту 716,5 779,2 1495,7 1442,9 960,7 2403,6
Примечание. КПП - культура после пара, КС - культура севооборота.
На химических парах весь период парования поверхность почвы остается под защитным покровом из стерни и соломы предшествующих культур, а также биомассы уничтожаемых гербицидами сорняков. Это, в свою очередь, исключает возможность проявления ветровой эрозии почв.
Роль почвенных микроорганизмов в жизни растений состоит в следующем: микроорганизмы переводят в доступную для растений форму сложные соединения почвы и удобрений; осуществляют передвижение питательных веществ из почвы к корню; аккумулируют в микробных клетках питательные вещества; восстанавливают нитраты до газообразного азота и связывают азот атмосферы; синтезируют стимулирующие и антибиотические вещества, а также накапливают продукты обмена, вызывающие токсикоз почвы; потребляют и разрушают корневые выделения растений. Поэтому плодородие почвы, ее фитосанитарное состояние и способность к самоочищению во многом определяются интенсивностью и направленностью микробиологических процессов [1].
Биологическая активность почвы обусловлена суммарным содержанием в почве определенного запаса ферментов, как выделенных в процессе жизнедеятельности растений и микроорганизмов, так и аккумулированных почвой после разрушения отмерших клеток. Биологическая активность почв характеризует размеры и направление процессов превращения веществ и энергии в экосистемах суши, интенсивность переработки органических веществ и разрушения минералов.
В почве обитает огромное количество растительных и животных организмов, ха-растеризующихся различной активностью. Им, наряду с высшими растениями, отводится важная роль в процессах почвообразования. От их жизнедеятельности (биологической активности почвы) во многом зависят плодородные свойства почв. На интенсивность микробиологических процессов в почве прямое влияние оказывает производственная деятельность человека. В земледелии это касается, в первую очередь, систем обработки почвы.
Современные системы сберегающего земледелия основаны на значительном или полном отказе от механических обработок почвы. Основная роль в борьбе с сорняками и другими вредными организмами отводится гербицидным парам, плодосмену, химическим и биологическим средствам защиты растений. В связи с этим возникают вполне обоснованные опасения, что более широкое применение химических средств защиты растений может привести к угнетению деятельности почвенной микробиоты [9-13].
В данных исследованиях уровень биологической активности почвенной микрофлоры определялся по степени разложения льняных тканей [14], заложенных в слой почвы 5-25 см, примерно через неделю после посева культур (табл. 4).
В годы исследований на большинстве культур в опыте более интенсивное разложение льняных тканей в почве происходило при нулевой технологии возделывания. Через 3 месяца после закладки в почву степень разложения льняных тканей, в среднем по всем культурам, на фонах нулевой обработки почвы составила 40,7%. При традиционной технологии возделывания культур этот показатель был равен 35,9%.
Таблица 4
Степень разложения льняных полотен от исходного состояния по различным агрофонам и технологиям возделывания (среднее за 2015-2017 гг.), %
Через 1 месяц Через 2 месяца Через 3 месяца
Культура после закладки после закладки после закладки
Традиционная Нулевая Традиционная Нулевая Традиционная Нулевая
1 КПП (пшеница) 9,60 11,4 24,3 22,3 36,7 39,8
2 КПП (пшеница) 9,10 9,9 17,4 27,6 35,2 40,7
3 КПП (пшеница) 9,40 13,0 28,5 26,7 35,3 41,0
4 КС (горох) 12,8 14,4 21,2 25,7 37,5 39,0
5 КС (пшеница) 17,6 20,3 26,4 34,7 36,5 35,0
6 КС (лён) 14,6 15,0 34,6 34,3 44,7 47,5
7 КС (пшеница) 9,70 16,0 18,1 25,9 26,8 34,0
Пшеница бессменно 11,2 20,7 26,4 43,3 34,4 48,7
Средние 11,8 15,1 24,6 30,1 35,9 40,7
Примечание. КПП - культура после пара, КС - культура севооборота.
Интенсивность разложения льняных полотен при нулевой технологии возделывания культур была выше на 13,4%. Это является косвенным свидетельством более высокой активности почвенной микрофлоры, в частности целлюлозоразрушающих грибов, при данной системе земледелия.
Более благоприятный режим увлажнения почвы при No-Till также активизирует деятельность почвенной микрофлоры. В более влажной среде органические ткани разлагаются быстрее.
Заключение
Выявлено, что при нулевой технологии возделывания сельскохозяйственных культур улучшаются водно-физические свойства почв, более экономно расходуется почвенная влага, активизируется деятельность почвенной микрофлоры.
Результаты определения плотности почвы показали, что по данному показателю между вариантами технологии возделывания культур не наблюдается существенных различий. По суммарным запасам растительных остатков на поверхности и в верхнем слое почвы (0-10 см) в среднем по всем непаровым предшественникам нулевая технология превзошла традиционную на 57,5%. Превышение количества растительных остатков в пользу гербицидных паров над традиционными (механическими) составило 105,1%. На всех этапах роста и развития культур более экономный расход почвенной влаги отмечен на фонах нулевой обработки почвы. Большее количество стерни и пожнивных остатков при минимализации механических обработок почвы способствует меньшему испарению влаги с поверхности почвы. Под большинством культур в опыте более интенсивное разложение льняных тканей в почве происходило при нулевой технологии возделывания. Это является косвенным свидетельством более высокой активности почвенной микрофлоры, в частности целлюлозоразрушающих грибов, при данной системе земледелия.
V.I. Popova1, V.A. Chudinov2, E.P. Boldysheva1, A.I. Bekmagambetov2 1Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk 2Karabalyk Agricultural Experimental Station, Republic of Kazakhstan
Accumulation of plant residues and biological activity of ordinary chernozems with
resource-saving technologies
Research was carried out in a combined grain-shallow eight-field crop rotation and permanent wheat cultivation in order to improve the resource-saving processing system and to study the possibilities of using zero technologies in the cultivation of cereals, legumes and oilseeds. The aim of the research is to study the impact of resource-saving technologies in grain-shallow eight-field crop rotation based on the minimization of tillage on its water-physical properties and biological activity, as well as the accumulation of plant residues under the conditions of Northern Kazakhstan. Field experiments were conducted in 2015-2017on ordinary chernozem in the Kostanay Region. The availability of mobile phosphorus is low (P2O5 content in the 0-20 cm layer 80 mg/kg), the availability of nitrogen is average (N-NO3 - 11.2), the availability of mobile potassium is low (K2O -420 mg/kg), the humus content amounts to 5.4%, pH (water) amounts to 6.6-7.0. It was revealed that with zero cultivation technologies of agricultural crops, the water-physical properties of soils are improved, soil moisture is consumed more economically, and the activity of soil microflora is activated. The results of determining the volume mass of the soil showed that for this indicator, there are no significant differences between the options for crop cultivation technologies. In terms of total reserves of plant residues on the surface and in the upper (010 cm) layer of soil, on average, for all non-shallow forecrops, the zero technologies were superior to traditional ones by 57.5%. The excess of the amount of plant residues in favor of herbicide vapors over traditional (mechanical) ones was 105.1%. At all stages of growth and development of agricultural crops a more economical use of soil moisture can be observed against the background of zero tillage. More stubble and crop residues while minimizing mechanical treatments of the soil contribute to less evaporation of moisture from the soil surface. For the most crops involved in the experiment, a more intensive decomposition of linen fabrics occurred in the soil with zero cultivation technologies. This is an indirect evidence of higher activity of soil microflora, in particular cellulose-destroying fungi, in this agricultural system.
Keywords: technology, plant residues, chernozem, biological activity.
Список литературы
1. Воронкова Н.А. Биологические ресурсы и их значение в сохранении почвенного плодородия и повышении продуктивности агроценозов Западной Сибири : монография / Н.А. Воронкова. -Омск : Изд-во ОмГТУ, 2014. - 188 с.
References
1. Voronkova N.A. Biologicheskie resursy i ih znachenie v sohranenii pochvennogo plodorodiya i povyshenii produktivnosti agrocenozov Zapadnoj Sibi-ri : monografiya / N.A. Voronkova. - Omsk : Izd-vo OmGTU, 2014. - 188 s.
2. Ермохин Ю.И. Применение органических удобрений в Западной Сибири : учеб. пособие / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск : Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2008. - 124 с.
3. Ермохин Ю.И. Научное наследие академика Д.Н. Прянишникова и развитие агрохимической школы в Омском государственном аграрном университете (к 100-летию Омского ГАУ) / Ю.И. Ермо-хин, И.А. Бобренко // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2017. - № 1(8). - С. 4.
4. Еськов A.И. Биологические ресурсы воспроизводства плодородия почв / А.И. Еськов // Бюллетень ВНИИА. - М., 2001. - № 114. - С. 84-85.
5. Сычев В.Г. Задачи агрохимслужбы по улучшению контроля за плодородием почвы и разработки агротехнических методов его сохранения // 60 лет географической сети опытов с удобрениями : бюл. ВНИИА / В.Г. Сычев, П.Д. Музыкантов. -М., 2001. - № 114. - С. 31.
6. Никульников И.М. Влияние системы удобрения и обработки почвы в севооборотах на питательный режим чернозема выщелоченного и урожайность сахарной свеклы / И.М. Никульников, O.K. Боронтов, М.И. Никульников // Агрохимия. -2005. - № 3. - С. 15-21.
7. Юшкевич Л.В. Ресурсосберегающая система обработки и плодородия черноземных почв при интенсификации возделывания зерновых культур в южной лесостепи Западной Сибири : авто-реф. дис. ... д-ра с.-х. наук / Л.В. Юшкевич. -Омск, 2002. - 31 с.
8. Aкулов A.A. Совершенствование севооборота как биологического фактора устойчивости продукционного и средообразующего процессов в земледелии : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук / А. А. Акулов. - Немчиновка, 2004. - 55 с.
9. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. - М. : Колос, 1996. -367 с.
10. Кунанбаев К.К. Влияние пестицидов на рост и развитие патогенного гриба Fusariumoxyspo-rum / К.К. Кунанбаев, А.П. Науанова // Вклад молодых ученых в аграрную науку. - Шортанды. -2010. - С. 126-129.
11. Параметры плодородия пахотных почв земель сельскохозяйственного назначения Омской области : монография / И.А. Бобренко, Я.Р. Рейн-гард, Ю.В. Аксенова, О.В. Нежевляк. - Омск : ЛИТЕРА, 2016. - 108 с.
12. Beitrage zur rationellen und Structur-schoenenden Bodenbearbeitung // K. U ТВ der M. Luther Universitat Halle-Witteberg. 1984. -Bd. 11. - S. 189.
13. Vez A. Minimum or intensive soil tillage // Soil Tillage. 1984. - Vol. 4. - № 2. - P. 113-114.
14. Доспехов Б.A. Практикум по земледелию / Б.А. Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. -2-е изд., перераб. и доп. - М. : Агропромиздат, 1987. - 383 с.
2. Ermohin Yu.I. Primenenie organicheskih udobrenij v Zapadnoj Sibiri : ucheb. posobie / Yu.I. Ermohin, I.A. Bobrenko. - Omsk : Izd-vo FGOU VPO OmGAU, 2008. - 124 s.
3. Ermohin Yu.I. Nauchnoe nasledie akademi-ka D.N. Pryanishnikova i razvitie agrohimicheskoj shkoly v Omskom gosudarstvennom agrarnom univer-sitete (k 100-letiyu Omskogo GAU) / Yu.I. Ermohin, I.A. Bobrenko // Elektronnyj nauchno-metodicheskij zhurnal Omskogo GAU. - 2017. - № 1(8). - S. 4.
4. Es'kov A.I. Biologicheskie resursy vo-sproizvodstva plodorodiya pochv / A.I. Es'kov // Byul-leten' VNIIA. - M., 2001. - № 114. - S. 84-85.
5. Sychev V.G. Zadachi agrohimsluzhby po uluchsheniyu kontrolya za plodorodiem pochvy i ra-zrabotki agrotekhnicheskih metodov ego sohraneniya // 60 let geograficheskoj seti opytov s udobreniyami : byul. VNIIA / V.G. Sychev, P.D. Muzykantov. - M., 2001. - № 114. - S. 31.
6. Nikul'nikov I.M. Vliyanie sistemy udobre-niya i obrabotki pochvy v sevooborotah na pitatel'nyj rezhim chernozema vyshchelochennogo i urozhajnost' saharnoj svekly / I.M. Nikul'nikov, O.K. Borontov, M.I. Nikul'nikov // Agrohimiya. - 2005. - № 3. -S. 15-21.
7. Yushkevich L.V. Resursosberegayushchaya sistema obrabotki i plodorodiya chernozemnyh pochv pri intensifikacii vozdelyvaniya zernovyh kul'tur v yuzhnoj lesostepi Zapadnoj Sibiri : avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk / L.V. Yushkevich. - Omsk, 2002. - 31 s.
8. Akulov A.A. Sovershenstvovanie sevooboro-ta kak biologicheskogo faktora ustojchivosti produk-cionnogo i sredoobrazuyushchego processov v zemle-delii : avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk / A.A. Akulov. -Nemchinovka, 2004. - 55 s.
9. Kiryushin V.I. Ekologicheskie osnovy zem-ledeliya / V.I. Kiryushin. - M. : Kolos, 1996. - 367 s.
10. Kunanbaev K.K. Vliyanie pesticidov na rost i razvitie patogennogo griba Fusariumoxysporum / K.K. Kunanbaev, A.P. Nauanova // Vklad molodyh uchenyh v agrarnuyu nauku. - Shortandy. - 2010. -S. 126-129.
11. Parametry plodorodiya pahotnyh pochv zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya Omskoj oblasti : monografiya / I.A. Bobrenko, Ya.R. Rejngard, Yu.V. Aksenova, O.V. Nezhevlyak. - Omsk : LITERA, 2016. - 108 s.
12. Beitrage zur rationellen und Structurschoe-nenden Bodenbearbeitung // K. U TV der M. Luther Universitat Halle-Witteberg. 1984. - Bd. 11. - S. 189.
13. Vez A. Minimum or intensive soil tillage // Soil Tillage. 1984. - Vol. 4. - № 2. - P. 113-114.
14. Dospekhov B.A. Praktikum po zemledeliyu / B.A. Dospekhov, I.P. Vasil'ev, A.M. Tulikov. -2-e izd., pererab. i dop. - M. : Agropromizdat, 1987. -383 s.
Попова Валентина Ивановна, канд. с.-х. наук, Омский ГАУ, [email protected]; Чуди-нов Владимир Анатольевич, ТОО «Карабалык-ская СХОС», [email protected]; Болдышева Елена Павловна, канд. с.-х. наук, Омский ГАУ, [email protected]; Бекмагамбетов Абай Ислямо-вич, магистрант, Омский ГАУ, [email protected].
Popova Valentina Ivanovna, Cand. Agr. Sci., [email protected]; Chudinov Vladimir Anato-lyevich, Karabakh SHOS, [email protected]; Boldysheva Elena Pavlovna, Cand. Agr. Sci., [email protected].; Bekmagambetov Abay Islyamovich, master student, Omsk SAU, [email protected].
УДК 631.527
М.У. УТЕБАЕВ1, 2, НА. БОМЕ1, ТВ. ШЕЛАЕВА2, О.О. КРАДЕЦКАЯ2, ИВ. ЧИЛИМОВА2
1Институт биологии, Тюменский государственный университет, Тюмень 2Научно-производственный центр зернового хозяйства им. А.И. Бараева, Шортанды-1
КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
Работа выполнена при финансовой поддержке КН МОН РК по проекту № BR 05236351 «Управление экологическими рисками при производстве зерна на основе различной степени интенсификации земледелия в целях предотвращения неблагоприятных эффектов для здоровья населения и окружающей среды».
Для успешной селекции пшеницы на хозяйственно-ценные признаки огромное значение имеет подбор родительских пар, которые должны обладать комплексом необходимых селекционеру признаков. Цель исследования - выделить лучшие сорта по комплексу биохимических и технологических показателей для дальнейшего использования в селекционных программах на качество зерна. По результатам анализов выделены сорта, стабильно формировавшие качественное зерно и хлеб с высокой хлебопекарной оценкой, - среднеспелые: Асыл-Сапа, Орал, Шортандинская 2007; среднепоздние: Карабалыкская 90, Шортандинская 95 улучшенная и Омская 18; среднеранние: Карагандинская 22. Установлены сильные положительные связи между содержанием белка и водопоглотительной способностью (ВПС) - 0,88, а также ВПС с содержанием клейковины - 0,83. По содержанию протеина к сильным пшеницам (> 14,0%) отнесено 22 сорта из 30 (73,3%). Повышенное содержание и качественная клейковина формировались в сортах: Акмола 2 (клейковина - 29,3%; 74 ед. ИДК), Акмола 40 (34,2% и 68 ед. ИДК); Асыл-Сапа (32,0%; 69 ед. ИДК); Байтерек (29,0%; 73 ед. ИДК); Екатерина (33,3%, 74 ед. ИДК); Карабалыкская 90 (29,1%; 73 ед. ИДК); Карагандинская 22 (29,4%; 72 ед. ИДК); Целинная 20 (31%; 75 ед. ИДК); Целинная 21 (28,4%; 68 ед. ИДК); Целинная 90 (30,0%; 70 ед. иДк); Целинная юбилейная (30,6%; 75 ед. ИДК); Цели-ноградка (34,2%; 75 ед. ИДК). Проведен SDS-электрофорез и установлен состав высокомолекулярных субъединиц глютенинов сортов Екатерина (2*, 7 + 8, 5 + 10) и Тобольская (2*/Null, 7 + 8, 5 + 10).
Ключевые слова: аллель, глютенины, качество зерна, технологическая оценка, хлебопекарное качество, SDS-электрофорез.
Введение
Качественное зерно пшеницы - это важная часть продовольственной безопасности страны. Основной задачей селекционеров является получение сорта не только с постоянной урожайностью, но и с высокими технологическими и биохимическими характеристиками зерна. При этом в процессе селекции важная роль отводится оценке зерна
© Утебаев М.У., Боме Н.А., Шелаева Т.В., Крадецкая О.О., Чилимова И.В., 2020
