CC BY
22
ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО НА НЕОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Диканев Г.П., к.с.-х.н., Беляков А.М., д.с.-х.н., профессор, Андриевская Л.П., с.н.с., Бородина Н.Н., с.н.с.
ГНУ Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства
Существующая концепция энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур предусматривает следующие положения:
- технологии возделывания сельскохозяйственных культур должны быть приспособлены к конкретным почвенно-климатическим условиям зоны выращивания и обеспечивать экономическую эффективность их возделывания с максимальной устойчивостью к природным и антропогенным стрессовым ситуациям;
- согласно биоклиматическому потенциалу данного региона технологии, не ведущие к деградации почвы, должны быть ориентированы на получение оптимально возможной продуктивности возделываемой культуры;
- все составные элементы технологии: предшественники, основная и предпосевная обработка почвы, внесение минеральных удобрений, подбор наиболее адаптированных гибридов и сортов с учетом их группы спелости, а соответственно и формирования густоты стояния растений должны дифференцироваться в зависимости от возможного влияния биогенных и антропогенных факторов.
При возделывании кукурузы на зерно в сухостепной зоне каштановых почв на неорошаемых землях при дефиците влаги, получаемой за счет естественных осадков, реализация вышеуказанных положений энергосберегающих технологий возможна при условии придания им «лабильности».
В связи с этим технология, способствующая получению 2,0-3,0 т зерна с посевной площади, должна быть направлена на накопление, сохранение и на макси-
мально продуктивное использование естественной влаги за счет применения лучших предшественников, адекватного способа основной и предпосевной обработки почвы, оптимального уровня минерального питания, адаптированных сортов и гибридов с учетом густоты стояния растений на гектаре и ухода за ними в процессе вегетации.
Одним из главных условий эффективного возделывания сельскохозяйственных культур по энергосберегающим технологиям является размещение их по предшественникам, обеспечивающим наиболее существенное очищение полей от сорных растений.
Кроме того, основной причиной изменения урожайности кукурузы по различным предшественникам считается различный уровень запасов почвенной влаги, объем которого находится в прямой зависимости от степени послеуборочного иссушения корнеобитаемого слоя и, следовательно, глубины распространения корневой системы предшествующей культуры в почвенном профиле. В условиях каштановых почв глубина проникновения корней у отдельных культур составляет: яровые зерновые - около 1,0 м, озимые зерновые - 1,5...1,7, кукуруза, сорго, подсолнечник, суданская трава - 2,0.2,2, люцерна и эспарцет - 2,5 и более метров.
В исследованиях, проводившихся в зоне светло-каштановых почв, изучалось влияние на уровень предпосевных влаго-запасов таких предшественников кукурузы, как черный пар, озимая пшеница, ячмень, зернобобовые культуры, нут (рисунок 1).
ш
X
2 2
□ 1 Черный пар
□ 2 Озимая пшеница
□ 3 Ячмень
□ 4 Нут
□ 5 Монокультура
мм | % НВ ГТК 0,3-0,4
мм | % НВ ГТК 0,5-0,6
мм | % НВ ГТК 0,7-0,8
мм | % НВ Среднее
Рисунок 1 - Доступные запасы влаги в метровом слое почвы перед посевом кукурузы по различным предшественникам
По результатам наших наблюдений наибольшие запасы влаги перед посевом кукурузы накапливались по черному пару, причем наиболее сильно агрогидрологиче-ская роль этого предшественника проявлялась в засушливые годы. В годы с достаточным увлажнением содержание влаги в метровом слое почвы перед посевом было практически одинаковым и слабо зависело от предшествующей культуры.
В аридных условиях Нижнего Поволжья правильный выбор предшественников позволяет не только стабилизировать урожайность на высоком уровне, но и снизить отрицательное воздействие неблагоприятных агрометеорологических факторов. В годы исследований урожайность кукурузы изменялась в значительных пределах, причем наибольшее ее варьирование наблюда-
лось под действием погодных факторов (>30%), в то время как влияние предшественников вызывало варьирование продуктивности посевов до 20%.
Черный пар выступает фактором повышения и стабилизации зерновой продуктивности кукурузы. В годы исследований по нему отмечена самая высокая урожайность и наименьший коэффициент варьирования. Наиболее низкая урожайность кукурузы отмечена после ячменя при высоком варьировании ее по годам за счет более сильного падения продуктивности в засушливые годы. Озимая пшеница и нут как предшественники занимают промежуточное положение между черным паром и ячменем. В то же время следует отметить более стабильную продуктивность по зернобобовым предшественникам (таблица 1).
Таблица 1 - Урожай зерна кукурузы (гибрид Поволжский 23) по различным
№ пп Предшественники ГТК ГТК ГТК Средний
0,3-0,4 0,5-0,6 0,7-0,8
1 Черный пар 2,8 3,6 4,2 3,6
2 Озимая пшеница 2,2 3,2 4,1 3,2
3 Ячмень 1,5 2,4 3,2 2,4
4 Нут 2,1 3,1 3,9 3,0
5 Монокультура 2,0 3,0 3,5 2,8
140
120
100
80
60
40
20
0
Сильное влияние предшествующей культуры проявлялось в острозасушливые годы, когда коэффициент варьирования достигал 30%, а в годы с достаточным увлажнением и при количестве осадков на уровне среднемно-голетних показателей это влияние ослабевало.
Следует отметить, что при возделывании кукурузы по черному пару увеличивается себестоимость зерна, увеличиваются биоэнергетические затраты за счет технологических приемов подготовки данного предшественника. Урожай зерна данной культуры с севооборотной площади в среднем за годы исследований составил 1,8 т/га.
Максимальный выход продукции с севооборотной площади использования пашни при возделывании кукурузы на зерно отмечается при возделывании ее в парозернопропашных и зернопаропропашных севооборотах: черный пар - озимая пшеница - кукуруза на зерно -1,8 т/га; черный пар - озимая пшеница - кукуруза на зерно - зерновое сорго - 2,4 т/га.
Что касается возделывания кукурузы в монокультуре, то в результате проведенных исследований установлено, что в бессменном предшественнике (после 5-ти лет) увеличивается поражаемость растений этой культуры болезнями (пузырчатая головня), вредителями и резко возрастает засоренность посевов, что требует значительных затрат на применение химических средств защиты от патогенов.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что наиболее эффективно возделывание кукурузы на зерно после озимой пшеницы, возделываемой по пару, а также хорошим предшественником являются зернобобовые культуры. Выращивание по черному пару, при всех положительных моментах, не обеспечивает эффективности севооборотной площади.
Как известно, сельскохозяйственные культуры различаются как по своим биологическим особенностям, так и по требованиям к свойствам почвы. Большинство зерновых культур (озимая пшеница, яровая пшеница и др.) не требуют глубокой обработки почвы, т.к. формируют основную корневую систему на глубине 30-50 см почвенного слоя и переносят уплотнение почвы от 1,1 до 1,3 г/см3. Они же усваивают в большей степени влагу и
питательные вещества из верхних слоев почвы. Корневая система кукурузы наиболее активно развивается в условиях рыхлого глубокого пахотного слоя почвы с плотностью 0,91,1 г/см3 и формирует мощную корневую систему на глубине до 1,5 м и, естественно, потребляет большее количество воды и питательных веществ из большего объема почвы. Кроме того, из-за широкорядного способа посева возделываемая культура является менее конкурентоспособной по отношению к сорным растениям.
В исследованиях по изучению влияния основной обработки почвы рассматривалось два варианта: отвальная вспашка и безотвальное рыхление стойкой СибИМЭ на глубину 25.27 см.
Анализ данных урожайности зерна кукурузы в зависимости от способа основной обработки почвы показал, что изменение уровня продуктивности посевов обусловлено в большей степени погодными условиями конкретного года (рисунок 2).
Основной причиной значительной вариации урожайности по годам, по нашему мнению, является различие метеорологических условий. Некоторое снижение урожайности кукурузы при переходе на безотвальную обработку может быть вызвано начавшейся устойчивой дифференциацией пахотного слоя по содержанию элементов минерального питания и, как следствие, формированием «верхнего» типа корневой системы, а также снижением интенсивности потребления растениями азота.
В комплексе технологических приемов, способствующих повышению урожайности кукурузы и обеспечению бездефицитного баланса питательных веществ в почве, важное значение имеет применение минеральных удобрений.
На основании проведенных исследований установлено, что внесение минеральных удобрений (Кб0Рб0К40 д.в./га) повышает продуктивность культуры, однако эффективность их в большей степени зависит от метеорологических условий вегетационного периода и группы спелости гибридов кукурузы (таблица 2).
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
□ Отвальная вспашка
□ Безотвальная обработка
ГТК 0,3-0,4 ГТК 0,5-0,6 ГТК 0,7-0,8 Средний
Рисунок 2 - Влияние основной обработки почвы на урожай зерна кукурузы, т/га
Так, в относительно благоприятные по увлажнению годы (ГТК 0,7-0,8) все гибриды, независимо от группы скороспелости, сформировали высокий урожай. В острозасушливом году нарушились ростовые и фи-
зиологические процессы, в результате чего образовалось много бесплодных растений, увеличилась череззерница, что привело к значительному снижению урожая.
Таблица 2 - Влияние удобрений на урожай зерна гибридов кукурузы различных групп _спелости, т/га_
Группа спелости гибридов ГТК 0,3-0,4 ГТК 0,5-0,6 ГТК 0,7-0,8 Средний
Контроль, б/у Кб0Рб0К40 Контроль, б/у Кб0Рб0К40 Контроль, б/у Кб0Рб0К40 Контроль, б/у Кб0Рб0К40
Раннеспелая 2,3 2,5 2,9 3,7 3,2 4,3 2,8 3,6
Среднеранняя 2,0 2,3 3,3 3,9 3,5 4,5 2,9 3,6
Среднеспелая 1,7 2,0 2,8 3,4 3,4 4,1 2,6 3,1
В засушливых условиях данного региона этот технологический прием, прежде всего, должен быть направлен на сохранение максимального количества влаги в посевном слое почвы.
Исходя из этого, предпосевная обработка почвы включает ранневесеннее боронование и предпосевные культивации. Количество предпосевных культиваций зависит от степени засоренности. На полях, слабо засоренных однолетними сорняками, можно ограничиться ранневесенним боронованием и одной предпосевной культивацией на глубину заделки семян (6-8 или 810 см в зависимости от влажности почвы)
непосредственно перед посевом. При сильной засоренности однолетними сорняками необходимо проводить две культивации. Чтобы не допустить иссушения посевного слоя почвы, а также для уничтожения ранних сорняков и создания мульчирующего слоя, первую раннюю культивацию проводят мелко, на глубину 4-6 см, вторую - непосредственно перед посевом на глубину 810 см с одновременным прикатыванием. Эта система допосевной обработки почвы в сухостепной зоне каштановых почв позволяет получать полные и дружные всходы кукурузы.
Урожай зерна является результатом взаимодействия генетических свойств гибрида с почвенно-климатическими условиями конкретной зоны выращивания. Величина и стабильность урожая наиболее наглядно демонстрируют адаптивность гибрида при использовании зональных агротехнических приемов возделывания.
Исходя из этих почвенно-кли-матических условий сухостепной зоны каштановых почв, была изучена продуктивность 56 гибридов кукурузы разных групп спелости (раннеспелые, среднеранние, среднеспелые) различного экологогеографического происхождения (Россия, Р. Молдова, США, Франция, Германия).
Величина урожая зерна стандартной влажности (14%) изученных гибридов кукурузы изменялась довольно сильно как по годам, так и в пределах одной группы спелости, что объясняется различными климатическими условиями вегетационного периода в годы проведения научных исследований, а также генетическими особенностями, определяющими потенциальную продуктивность того или иного гибрида, их реакцию на стрессовые ситуации (недостаток влаги, высокая температура воздуха при низкой относительной влажности его), особенно в период цветения - формирования
Снижение или увеличение фотосинтетической поверхности приводит к неполному использованию природных факторов и потенциальной возможности гибридов кукурузы, что естественно снижает продуктивность данной культуры.
Исходя из этого, в течение ряда лет изучалось влияние густоты стояния растений гибридов кукурузы различных групп спелости на зерновую продуктивность
зерна.
Так, коэффициент вариации продуктивности с учетом вышеуказанных факторов по годам исследования у большинства изученных гибридов составляет от 66 до 100%.
Анализируя полученные экспериментальные данные, следует отметить, что наиболее высокую продуктивность (с меньшими колебаниями по урожайности) формируют гибриды раннеспелой и среднеранней спелости, в то время как формы более поздней группы созревания сильнее реагируют на погодные условия вегетационного периода (таблица 3). Создание оптимальной густоты стояния растений кукурузы при возделывании на неорошаемых землях сухостеп-ной зоны каштановых почв нижнего Поволжья является одним из основных технологических приемов эффективного возделывания данной культуры.
Согласно данным ряда научно-исследовательских учреждений, этот фактор должен формировать листовую поверхность на уровне 40-45 тыс.м на гектар, что в биоклиматических условиях данного региона позволяет наиболее эффективно использовать природные факторы: приход ФАР, свет, тепло и влагообес-печенность.
данной культуры (рисунок 3).
На основании полученных данных установлено, что наибольшая продуктивность гибридов раннеспелой и среднеранней группы созревания получена при густоте стояния от 35 до 45 тыс. растений на гектар даже в острозасушливые годы (ГТК 0,30,6). Что касается гибридов среднеспелой группы, то густота стояния растений не должна превышать 30-35 тыс./га.
Таблица 3 - Урожай зерна гибридов кукурузы различных групп спелости, т/га
Группа спелости Кол-во изученных гибридов Гидротермический коэффициент Варьирование урожая зерна в пределах группы спелости, т/га Средний урожай зерна, т/га
0,3-0,4 0,5-0,6 0,7-0,8
Раннеспелая 16 2,1 3,2 3,9 1,7-4,3 3,1
Среднеранняя 28 2,0 3,1 4,0 1,8-4,5 3,0
Среднеспелая 12 1,4 2,3 4,2 1,3-4,8 2,6
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
25
35
45
25
35
45
Густота стояния растений, тыс. га
ГТК-0,3-0,4
Густота стояния растений, тыс.га
ГТК-0,5-0,6
25
35
45
Густота стояния растений, тыс.га
ГТК-0,7-0,8
□ Среднеспелый Поволжский
□ Среднеранний Поволжский 23
Рисунок 3 - Влияние густоты стояния растений гибридов кукурузы разных групп спелости на урожай зерна
Оптимальным сроком посева является первая декада - начало второй декады мая, когда температура посевного слоя почвы устойчиво составляет не менее +10оС.
Глубина заделки семян кукурузы 8-10 см, что после прикатывания сохраняет влагу в посевном слое почвы и гарантирует получение дружных всходов. Основным способом посева является пунктирный с междурядьями 70 см. На полях, относительно чистых от сорняков, эффективен широкорядный способ посева по схеме 2х70+140 см, который позволяет более рационально использовать почвенную влагу в период роста и развития растений кукурузы. Обязательным технологическим приемом возделывания кукурузы в сухостепной зоне каштановых почв является послепосевное прикатывание, которое значительно сокращает испарение влаги из посевного слоя почвы и способствует появлению дружных всходов культуры.
Последующие междурядные обработки проводят в фазе 5-6 и 8-10 листьев кукурузы на глубину не менее 8-10 см с обязательным окучиванием в рядках культиватором, оборудованным бритвенными и стрельчатыми лапами с наваренными от-вальчиками (конструкции НВ НИИСХ, авторское свидетельство СССР, № 1750415). Глубокое рыхление в сочетании с окучива-
нием создает мощный мульчирующий слой почвы, который предотвращает образование трещин, уничтожает сорняки в междурядьях и рядках. Все это способствует максимальному сохранению влаги в почве и повышению продуктивности кукурузы, особенно в острозасушливые годы.
Уборка урожая проводится при влажности зерна 14-16 %, что исключает или значительно сокращает энергетические затраты на его доработку.
Таким образом, на основании изложенного экспериментального материала, «Адаптивная технология возделывания кукурузы на зерно на неорошаемых землях су-хостепной зоны каштановых почв с уровнем урожая 2,0 - 3,0 т с гектара» должна включать следующие технологические элементы:
- размещение посевов кукурузы по черному пару, паровой озими или зернобобовым культурам;
- основной способ осенней подготовки почвы - отвальная вспашка. Допустимо применение безотвального рыхления, особенно на полях, подверженных различным видам эрозии;
- внесение минеральных удобрений -К60Р60К40;
- использование гибридов раннеспелой и среднеранней группы созревания;
- создание оптимальной густоты стояния растений 35-40 тыс/га;
- дифференцированное (разноглубинное) проведение предпосевной обработки почвы в зависимости от наличия тех или иных видов сорных растений;
- обязательное проведение междурядных обработок в фазу 5-6 и 8-10 листьев снижает засоренность посевов кукурузы и в значительной степени сокращает физическое испарение влаги из почвы.
Биоэнергетический коэффициент данной технологии составляет 3 - 4.
БИОЛОГИЗИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
Устименко А.Н., н.с.
ГНУ Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства
Травосеянию принадлежит исключительная роль в воспроизводстве почвенного плодородия, причем эта роль многогранна: образование гумуса, активизация жизнедеятельности почвенной микрофлоры, кругооборот веществ, в том числе накопление биологического азота, оптимизация тепло-, водо- и газообмена, структу-рообразование почвенных агрегатов, углубление пахотного горизонта.
С целью определения роли многолетних травосмесей в восстановлении плодородия светло-каштановых почв мы заложили трехфакторный опыт на тяжелосуглинистой, среднеэродированной почве. Исследовательский участок располагался на склоне северо-восточной экспозиции с крутизной до 20. Агрофоном служило залужение травосмесью эспарцет 80% + кострец 20% пятилетнего срока использования. Варианты были заложены по каркасным линиям склона (водораздел, средняя часть и основание склона), в трехкратной повторности, в один
ярус. Площадь делянки третьего порядка 22 составил 105 м , учетной - 30 м .
Основная обработка почвы проводилась согласно схеме опыта, а предпосевная обработка включала в себя: боронование средней зубовой бороной БЗСС-1 в два следа и предпосевную культивацию КПС-4 на глубину 0,05.0,06 м. До посева почву прикатывали кольчато-шпоровыми катками ЗККШ-6. Посев проводили зернотуковой сеялкой СЗТ-3,6 на глубину 0,02.0,04 м. Сразу после посева многолетних трав проводили ещё одно прикатывание почвы. В
опыте использовали смеси видов многолетних трав в соотношениях, рекомендованных для зоны светло-каштановых почв. Люцерна посевная (ВНИИОЗ-16), эспарцет песчаный (Песчаный 1251), донник желтый (Колды-банский), костер безостый (Моршанский 760), житняк пустынный (Камышинский 1).
Метеорологические условия в годы проведения исследований складывались по-разному. Осадков в 2000-2003 годах выпало: 233,5 мм, 176,6, 86,2 и 222,1 мм соответственно. В целом 2000 и 2003 гг. классифицируются как влажные, 2001 - средний, а 2002 г. - сухой. До посева травосмесей увлажнение посевного слоя почвы было оптимальным, что обеспечивало ежегодно получение дружных и полных всходов. Но в дальнейшем посевы первого года пользования (кроме 2000 г.) из-за дефицита влаги в период вегетации формировали низкие урожаи сухого вещества. На урожайности трав второго и третьего годов жизни это отразилось в
