Продуктивность озимой пшеницы по занятому пару при использовании гидрогеля Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК:633.11«324»:631.581.2:54(470.63)

ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОИ ПШЕНИЦЫ ПО ЗАНЯТОМУ ПАРУ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГИДРОГЕЛЯ

B.Н. ГУНДЫРИН, аспирант(е-шаИ: [email protected])

Е.И. ГОДУНОВА, доктор сельскохозяйственных

наук, зам. директора

C.Н. ШКАБАРДА, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь

Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Никонова, 49, Михайловск, Шпаковский р-н, Ставропольский край, 356241, Российская Федерация

Резюме. Исследования проведены в2014-2015гг. с целью изучения эффективности применения гидрогеля в полевом севообороте в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Опыт заложен на поле Ставропольского НИИСХ(с 2011 г.). Применяли два способа основной обработки почвы: отвальную вспашку на 20-22 см и дискование на 10-12 см. Гидрогель в дозах 100, 200, 300 и 400 кг/га и минеральные удобрения (Nвf'вK60) вносили под основную обработку почвы. Исследования проводили в звене севооборота редька масличная на сидерат, озимая пшеница, озимая пшеница. Гидрогель заделывали под вторую после занятого пара озимую пшеницу. Положительное влияние полимера на содержание продуктивной влаги в посевах озимой пшеницы по занятому пару отмечали и на третий год после применения. В фазе кущения ее запасы в метровом слое при внесении гидрогеля были больше, чем в контроле (без полимера) в 2014 г. (I закладка опыта) на 9,231,5 мм, или 6,2-21,5%, в 2015 г. (II закладка опыта) - на 3,1-27,4 мм, или 2,1-18,3%; в период уборки - в 2014 г. на 20,4-37,2 мм, или 34,4-57,0%, в 2015 г. - на 7,3-24,2 мм, или 27,9-96,0%. Наибольший эффект наблюдали в вариантах с повышенными дозами (300 и 400 кг/га). Под влиянием полимера отмечали снижение коэффициента водопотребления в зависимости от способа обработки и дозы гидрогеля в 2014 г. на 100-203 м3/т, в 2015 г. - на 31-217 м3/т. Улучшение влагообеспеченности растений приводит к росту урожайности зерна озимой пшеницы, возделываемой по занятому пару. На третий год после внесения гидрогеля в дозах 200, 300 и 400 кг/га, прибавка составила в среднем за 2 года 4,0-24,7ц/га, или 8,8-44,0% кконтролю (без полимера). Максимальное увеличение продуктивности озимой пшеницы в опыте отмечено на неудобренном фоне (на 35,4 и 44,0% в зависимости от способа обработки почвы) и при внесении удобрений (на 32,3 и 42,7%) при использовании полимера в дозе 400 кг/га. Ключевые слова: гидрогель, продуктивная влага, коэффициент водопотребления, урожайность, озимая пшеница, отвальная вспашка, дискование, занятый пар. Для цитирования: Гундырин В.Н., Годунова Е.И., Шкабарда С.Н. Продуктивность озимой пшеницы по занятому пару при использовании гидрогеля// Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 8. С. 37-39.

Недостаток влаги - главный фактор нестабильности зернового производства на юге России. В условиях Ставрополья урожайность озимой пшеницы (ведущей культуры края, занимающей до 1,8 млн га, или 59% посевной площади) в зависимости от количества выпадающих осадков может изменяться в 3 раза и более: от 10,4 ц/га в 1975 г. до 40,0 ц/га в 2014 и 2015 гг.

В условиях глобального потепления и аридизации климата роль приемов, способствующих улучшению вла-гообеспеченности возделываемых культур, существенно возрастает. Так, согласно прогнозам, урожайность зерновых в целом по России к 2030 г. может снизиться на 15%, а в Поволжье, на юге Западной Сибири и Северном Кавказе - на 20% [1]. Если рост засушливости климата будет происходить на фоне деградации почв, то недобор зерна в среднем по стране может достичь 27%.

На Ставрополье по данным Ставропольского НИИСХ продолжается постепенная аридизация климата: отмечается быстрый рост среднегодовых температур, который в

последнее десятилетие составляет 0,110С в год, а также снижение ГТК со скоростью 0,003 единицы в год [2]. Усиливается проявление засух, что способствует снижению устойчивости сельскохозяйственного производства [3].

В этих условиях чрезвычайно велика роль технологий, обеспечивающих накопление и сбережение влаги в почве. Кроме таких традиционных мероприятий, как парование, глубокое безотвальное рыхление для улучшения водопроницаемости почвы, своевременное уничтожение сорной растительности и корки на поверхности почвы, мульчирование, возделывание засухоустойчивых сортов, в засушливых регионах Судана, Австралии, Канады, а также в США, Англии и Германии успешно используют гидрогели, которые поглощают влагу в количестве в 3001000 раз превышающем их массу, удерживают её и препятствуют испарению и стоку [4]. Положительный опыт применения таких полимеров есть и в России [5, 6].

В течение трех лет исследований на черноземах обыкновенных зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края было отмечено положительное действие гидрогеля в дозах 200, 300 и 400 кг/га на содержание и запасы продуктивной влаги, а также урожайность озимой пшеницы, возделываемой по разным предшественникам [7, 8]. Кроме того, установлена высокая эффективность прямого действия гидрогеля, внесенного под вторую озимую пшеницу. Причем увеличение запасов продуктивной влаги находилось в прямой зависимости от его дозы и варьировало от 5,5 до 95,5%. Максимальное уменьшение коэффициента водопотребления озимой пшеницы в опыте отмечали в варианте с самой высокой дозой полимера 400 кг/га (237-240 м3/т) [9].

Цель исследований заключается в изучении эффективности применения гидрогеля в полевом севообороте в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.

Условия, материалы и методы. Исследования проведены в 2014-2015 гг. Опыт заложен на поле Ставропольского НИИСХ (с 2011 г.) в зоне неустойчивого увлажнения. Почва опытного участка чернозем обыкновенный средне-мощный слабогумусированный среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном горизонте - 3,41% (по Тюрину в модификации Симакова), подвижного фосфора -17,5 мг/кг и обменного калия - 194 мг/кг (по Мачигину ГОСТ 26205-91), рН=7,1, сумма обменных оснований -35,2 мг-экв/100 г (по Тюрину в модификации Иванова). Опыт трехфакторный, заложен в звене севооборота: занятый пар, озимая пшеница, озимая пшеница. Гидрогель в дозах 100, 200, 300 и 400 кг/га вносили вручную под вторую после занятого пара озимую пшеницу сорта Багира под традиционную отвальную вспашку на 20-22 см и мелкую обработку на глубину 10-12 см на двух фонах - неудобренном и удобренном ^60Р60К60). Площадь делянки - 48 м2.

Среднегодовая температура воздуха в 2014 г. составляла 9,6°С, в 2015 г. - 10,6°С (при норме 9,2°С), количество осадков - 572 и 528 мм, соответственно, при норме 560 мм. Таким образом, 2015 г. в целом был более сухим и теплым, чем 2014 г.

Статистическую обработку данных проводили по Б.А. Доспехову с применением программы АдСБ1а1-Ехсе!.

Результаты и обсуждение. В наших исследованиях положительное влияние гидрогеля на запасы продуктивной влаги в почве отмечали, несмотря на то, что озимую пшеницу по занятому пару возделывали на третий год после его

Таблица 1. Влияние гидрогеля на запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в посевах озимой пшеницы Багира по занятому пару, 2015 г.

Способ обработки почвы

Доза гидрогеля, кг/га

Доза удобрений, кг/га д.в.

содержание продуктивной влаги, мм

Кущение

изменение от гидрогеля

мм

%

Колошение

содержание продуктивной влаги, мм

изменение от гидрогеля

мм

%

содер жание продуктивной влаги, мм

Уборка

изменение от гидрогеля

мм

%

Отвальная вспашка (20-22 см)

Дискование

(10-12 см)

0 100 200 300 400 0 100 200 300 400

N Р К

П60Г60ГЧ60

N Р К

П60Г60ГЧ60

^0Р60К60

^0Р60К60

N Р К

60 60 60

N Р К

60 60 60

N Р К

60 60 60

^0Р60К60

N Р К

60 60 60 НСР^, мм

151.8 145,2 161,2

153.9 163,9 158,2

164.1

165.2 169,1

170.4 149,9 132,9

154.5 140,4 153,0

145.3

163.4

146.0 177,3

165.1

9,4 8,7 12,1 6,4 12,3 20,0 17,3 25,2

4,6 7,5 3,1

12.4

13.5

13.1 27,4

32.2 3,05

6,2 6,0 8,0 4,4 8,1 13,8 11,4 17,4

3,1 5,6 2,1 9,3 9,0 9,9 18,3 24,2

23,5

21.7

27.0 24,2 42,2

33.2

47.8

33.9

50.3

34.1

20.4 18,7

28.2 23,7

31.7

25.1

37.5 31,0

45.8

34.2

3,5 2,5

18.7 11,5

24.3 12,2

26.8

12.4

7,8 5,0 11,3 6,4 17,1 12,3 15,5 15,5 2,24

14,9

11.5

79.6

53.0 103,4 56,2 114,0

57.1

38,2

26.7 55,4 34,2

83.8

65.8 76,0

82.9

25.2 16,1

26.5

23.3 35,2 28,9

40.1

32.4

49.4

31.7

26.2

12.6

25.2 18,9

33.5

29.8

37.3 27,8 45,2

30.6

1,3 7,2 10,0 12,8 14,9 16,3 24,2 15,6

-1,0 6,3 7,3 17,2 11,1 15,2 19,0 18,0 2,67

5,2 44,7 39,7 79,5 59,1 101,2 96,0 96,9

-3,8 50,0 27,9

136.5

42.4

120.6

72.5 142,8

внесения. Если в контроле (без полимера) в фазе кущение в метровом слое почвы на неудобренном фоне, в зависимости от способа обработки, почвы содержание продуктивной влаги в метровом слое колебалось от 149,9 до 151,8 мм, а на удобренном - от 132,9 до 145,2 мм, то в вариантах с гидрогелем оно было больше на 4,6-27,1 мм (3,1-18,3%) и 6,4-32,2 мм (4,4-24,2%), соответственно (табл. 1).

Еще более заметную разницу наблюдали в период колошения и уборки, когда в контроле (без полимера) в почве (в метровом слое) неудобренных вариантов в зависимости от способа ее обработки оставалось лишь 20,4-25,2 мм влаги, удобренных - 12,6-21,7 мм. На делянках с высокими дозами гидрогеля (300 и 400 кг/га) величина этого показателя была больше на 11,1-26,8 мм (42,4-114,0%) и 12,2-18,0 мм (56,2-142,8%), соответственно.

При использовании гидрогеля также отмечали уменьшение коэффициента водопотребления растений. В 2014 г. (I закладка опыта) в вариантах с дозами гидрогеля 200 кг/га и более на фоне отвальной вспашки он снижался на 100177 м3/т, мелкой обработки - на 123-203 м3/т. В 2015 г. (II закладка опыта) разница составляла 31-199 и 81-217 м3/т, соответственно.

Улучшение водообес-печенности растений способствовало формированию более высокого урожая озимой пшеницы. В среднем за 2 года существенная прибавка урожайности (НСР = 3,01 ц/га) при использовании доз полимера 200, 300 и 400 кг/га на фоне отвальной вспашки без применения удобрений составила 4,0-16,2 ц/га, или 8,8-35,4% к контролю, в аналогичных условиях минераль-

ного питания после мелкой обработки - 5,4-19,6 ц/га, или 12,1-44,0%. Прибавка от действия гидрогеля при внесении удобрений составила 8,3-20,0 ц/га (13,4-32,3%) и 10,024,7 ц/га (17,3-42,7%), соответственно (см. рисунок).

Ежегодное внесение ^0Р60К60 в среднем за 2 года в варианте без гидрогеля в зависимости от способа обработки обеспечило увеличение урожайности на 13,416,3 ц/га, или 30,1-35,7%. На фоне внесения полимера в дозе 100 кг/га прибавка была практически такой же - 14,615,6 ц/га, или 32,7-34,5% (НСР05 = 3,01 ц/га). При использовании гидрогеля в дозах 200-400 кг/га эффективность удобрений возрастала: на фоне вспашки на 20-22 см прибавка достигала 20,1-21,4 ц/га (32,5-41,4%), после мелкой обработки на 10-12 см - 18,0-21,9 ц/га (28,939,9%). При этом после вспашки урожайность в вариантах с дозами полимерами 200-400 кг/га была практически одинаковой. Такая же закономерность имела место на фоне мелкой обработки, за исключением варианта с до-

Рисунок. Влияние гидрогеля и удобрений при различных приемах основной обработки почвы на урожайность зерна озимой пшеницы сорта Багира по занятому пару, среднее 20142015 гг.: ■ - неудобр.; ■ - ^0^.

Таблица 2. Результаты трехфакторного дисперсионного анализа урожайности озимой пшеницы по занятому пару

2014 г. (I закладка опыта) 2015 г. (II закладка опыта)

Показатель фактор А фактор В фактор С взаимодействие фактор А фактор В фактор С взаимодействие факторов

(обработка) (гидрогель) (удобрения) факторов В и С (обработка) (гидрогель) (удобрения) А и В В и С А и С

Влияние,% 0,2 30,2 62,8 1,3 0,2 39,7 54,2 0,5 1,4 0,2

Рф факт. табл. 0,95 2,4 147,2 917,6 6,5 5,9 328,1 1789,0 4,1 11,5 7,2

4,0 2,7 4,0 2,7 3,9 2,5 3,9 2,5 2,5 3,9

зой полимера 300 кг/га, где прибавка была больше, чем при использовании гидрогеля в дозе 200 кг/га, на 3,9 ц/га, а по сравнению с внесением 400 кг/га - на 3,4 ц/га.

В двух вариантах отмечали практически одинаковую эффективность удобрений и полимера: гидрогель400 кг/га + ^0Р60К60 на фоне отвальной вспашки (прибавка от полимера - 20,0 ц/га, от удобрений - 20,1 ц/га) и гидрогель 300 кг/га + ^0Р60К60 при мелкой обработке (18,9 и 21,9 ц/га, соответственно). В одном варианте (гидрогель 400 кг/га + ^0Р60К60 на фоне мелкой обработки) прибавка урожайности от полимера (24,7 ц/га) была достоверно (на 6,2 ц/га) выше, чем от удобрений (НСР05=3,01 ц/га).

При возделывании озимой пшеницы по занятому пару в 2014 г. (I закладка опыта) отмечено достоверное С~фает > Рта6л) влияние на урожайность факторов применение гидрогеля и внесение удобрений, а также их

взаимодействия (табл. 2). В 2015 г. (II закладка опыта) существенным (Рфакг > Ртабл) было действие всех изучаемых факторов, а также взаимодействия обработки почвы и гидрогеля, обработки почвы и удобрения, гидрогеля и удобрения. Из изучаемых факторов наибольшую степень влияния продемонстрировали удобрения - 54,2% и гидрогель - 39,7%.

Выводы. Таким образом, в условиях юга России гидрогель, уменьшая дефицит влаги и улучшая влагообе-спеченность растений, способствует снижению риска потери урожая ведущей культуры озимой пшеницы, а, следовательно, повышению устойчивости зернового производства. При использовании гидрогеля величина прибавочной продукции озимой пшеницы на третий год после его внесения может достигать в зависимости от дозы полимера 4,0-24,7 ц/га или 8,8-44,0%.

Литература.

1. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России. М.: Агрорус, 2004. 1109 с.

2. Система земледелия нового поколения Ставропольского края: Монография / В.В. Кулинцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова, В.И. Удовыдченко, Л.Н. Петрова, С.А.Антонов, Д.Ю. Андреянов, В.Н. Черкашин, В.К. Дридигер, Д.С. Дзыбов, В.В. Кравцов, Ф.В. Ерошенко, М.Т. Куприченков, В.И. Ковтун, Ю.А. Кузыченко, Е.П. Шустикова, А.И. Хрипунов, Н.Н. Шаповалова, В.Г. Чертов, А.Б. Володин, Н.М. Комаров, Э.С. Давидянц, А.Н. Чапцев, Т.В. Чапцева, Т.Д. Шлыкова, Л.Г. Браткова, В.В. Чумакова, Е.Н. Общия, В.Н. Багринцева, Н.А. Ходжаева, А.А. Федотов, И.В. Нешин. Ставрополь: Агрус. 2013. 520 с.

3. Годунова Е.И., Желнакова Л.И, Удовыдченко В.И. Состояние и пути оптимизации зерновой отрасли Ставрополья // Земледелие. 2011. № 3. С. 8-12.

4. Янов В.И. Особенности формирования урожая разных видов полыни и научное обоснование технологии возделывания полыни эстрогенной на светло-каштановых солонцеватых почвах северо-западного Прикаспия: 396 с. доктора с.-х. наук. -Ставрополь, 2012. - 396 с.

5. Янов В.И. Возделывание полыни эстрагонной с применением гидрогеля для получения эфирных масел // Земледелие. 2010. № 1. С. 31-32.

6. Данилова Т.Н. Влияние полимерного геля «Ритин-10» на водно-физические свойства почв//Агрофизика. 2013. № 2 (10). С. 38-43.

7. Годунова Е.И., Гундырин В.Н., Шкабарда С.Н. Перспективы использования гидрогеля в земледелии Центрального Предкавказья //Достижения науки и техники АПК. 2014. № 1. С. 24-27.

8. Гундырин В.Н., Годунова Е.И., Шкабарда С.Н. Использование гидрогеля в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья // Земледелие. 2014. № 6. С. 37-38.

9. Годунова Е.И., Гундырин В.Н. Роль гидрогеля в улучшении влагообеспеченности озимой пшеницы по полупару в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 5. С. 57-59.

PRODUCTIVITY OF WINTER WHEAT WITH HYDROGEL AFTER SEEDED FALLOW

V.N. Gundyrin, E.I. Godunova, S.N. Shkabarda

Stavropol Research Institute of Agriculture, ul. Nikonova, 49, Mikhailovsk, Shpakovskii r-n, Stavropol'skii krai, 356241, Russian Federation

Summary. The investigation was carried out in 2014-2015 in order to study the efficacy of hydrogel in a field crop rotation in the zone of unstable moistening of Stavropol Krai. The experiment was carried out in the field of the Stavropol Research Institute of Agriculture (since 2011). Two tillage methods were used: moldboard plowing at 20-22 cm and disking at 10-12 cm. The hydrogel in the doses of 100, 200, 300 and 400 kg/ha and mineral fertilizers (N60P60K60) were applied before tillage. The research was conducted in the crop rotation link "oilseed radish for green manure, winter wheat, winter wheat". The hydrogel was introduced under the second winter wheat after the seeded fallow. The positive influence of the polymer on the content of productive moisture in the crops of winter wheat after seeded fallow was registered even in the third year after its application. At the tillering stage, the reserves of productive moisture in a meter layer with the hydrogel were greater than in the control (without the polymer) by 9.2-31.5 mm or 6.2-21.5% in 2014 (the first laying of the experiment) and by 3.1-27.4 mm or 2.1-18.3% in 2015 (the second laying of the experiment). During harvesting period these excesses were 20.4-37.2 mm or 34.4-57.0% in 2014 and 7.3-24.2 mm or 27.9-96.0% in 2015. The greatest effect was observed in variants with higher doses (300 and 400 kg/ha). Under the action of the hydrogel, it was observed a reduction in the coefficient of water consumption depending on the treatment and dosage of the hydrogel by 101-203 m3/t in 2014 and by 31-217 m3/t in 2015. Improving of the moisture provision of plants leads to the increase in grain yield of winter wheat, cultivated after seeded fallow. In the third year after application of hydrogel in the doses of 200, 300 and 400 kg/ha, the grain yield increase averaged 0.4-2.47 t/ha or 8.8-44.0% over two years in comparison with control (without polymer). The maximal increase in productivity of winter wheat in the experiment was noted against the unfertilized background (by 1.62 and 1.96 t/ha or 35.4 and 44.0%) and with the application of fertilizers and the polymer at the dose of 400 kg/ha (by 2.47 t/ha or 32.3 and 42.7%).

Keywords: hydrogel, productive moisture, coefficient of water consumption, yield, winter wheat, moldboard plowing, disking, seeded fallow. Author Detalis: V.N. Gundyrin, post-graduate student (e-mael: [email protected]); E.I. Godunova, D. Sc. (Agr.), deputy director; S.N. Shkabarda, Cand. Sc. (Agr.), academic secretary.

For citation: Gundyrin V.N., Godunova E.I., Shkabarda S.N. Productivity of Winter Wheat with Hydrogel after Seeded Fallow. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. Vol. 30. No. 8. Pp. 37-39 (in Russ.).