CC BY
47
УДК 631.51 : 631.582 : 631.86 doi: 10.30766/2072-9081.2018.63.2.64-68
Совершенствование технологий возделывания овса в условиях Кировской области
Ф.А. Попов, Л.М. Козлова, Е.Н. Носкова
ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого», г. Киров, Российская Федерация
Представлены результаты изучения (2016-2017 гг.) эффективности различных технологий возделывания овса, включающих в себя способы основной и предпосевной обработки почвы и применение биопрепаратов на дерново-подзолистых почвах Кировской области. В опыте изучали вспашку и плоскорезную обработку, культивацию и обработку комбинированным почвообрабатывающим посевным агрегатом, препаратами на основе штамма S. hygroscopicus А4 и Псевдобактерин-2. Перед посевом овса запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см составили 25,2-29,5 мм, различий по способам обработки почвы не выявлено. Плотность слоя почвы 0-20 см была выше в вариантах с плоскорезной обработкой на 0,05-0,06 г/см3. Применение комбинированного агрегата АППН-2,1 обеспечивало «отличное» структурное состояние пахотного слоя, содержание агрономически ценных частиц составило 82,2-84,4% при коэффициенте структурности 4,7-5,5. Засоренность посевов овса существенно ниже была в вариантах по вспашке (41,3 шт/м2, НСР05 = 2,8), чем по плоскорезной обработке (44,5 шт/м2). В вариантах с применением препарата Псевдобактерин-2 засоренность посевов также возрастала до 50,1 шт/м2 (НСР05 = 7,2) по сравнению с вариантами без обработки (38,1 шт/м2) и с обработкой препаратом на основе штамма S. hygroscopicus А4 (40,5 шт/м2). Без применения препаратов растения овса поражались корневыми гнилями до 31,6%, при использовании препарата на основе штамма S. hygroscopicus А4 пораженность снизилась до 11,3%, при обработке препаратом Псевдобактерин-2 - до 10,5% (НСР05 = 3,9). Пораженность растений овса листовой ржавчиной была незначительной, применяемые биопрепараты достоверно снижали этот показатель с 8,6 до 3,1-3,9% (НСР05 = 1,7). Наибольшая урожайность в среднем за два года исследований получена в варианте - вспашка с использованием комбинированного посевного агрегата АППН-2,1 при обработке (1 л/га) биопрепаратом на основе штамма S. hygroscopicus А4 - 3,92 т/га, что на 1,01 т/га выше контрольного варианта - вспашка с предпосевной культивацией КПС-4 без применения препаратов. При этом уровень общей рентабельности производства зерна овса составил 136,1%, коэффициент энергетической эффективности 3,05 (в контроле - 84,4% и 2,34 соответственно).
Ключевые слова: обработка почвы, биопрепарат, комбинированный агрегат, экономическая, энергетическая эффективность
В настоящее время Россия занимает первое место в мире по производству зерна овса
- 22% мирового валового производства. Овес
- культура традиционная в российском земледелии, которая и в настоящее время остается ценнейшей зернофуражной культурой, отличным предшественником в севообороте и фито-санитаром почв [1, 2].
В большинстве хозяйств Кировской области в качестве основной обработки по-прежнему применяют глубокую отвальную вспашку, в качестве предпосевной обработки - культивацию КПС-4, что требует значительных энергозатрат [3, 4].
Высокие и стабильные урожаи сельскохозяйственных культур возможны лишь при внедрении современных агротехнологий возделывания, представляющих собой набор приемов по управлению продукционным процессом с целью достижения планируемой урожайности и качества продукции при обеспечении экологической безопасности и экономической эффективности и являющихся составными частями адаптивно-ландшафтных систем земледелия [5, 6, 7, 8].
Актуальность и новизна исследований заключается в оценке способов основной и предпосевной обработки с использованием новых почвообрабатывающих орудий, снижа-
ющих энергозатраты до 30% - комбинированного агрегата КПА-2,2 и комбинированного посевного агрегата АППН-2,1, в комплексе с применением нового биопрепарата на основе штамма Streptomyces hygroscopiсus А4.
Цель исследований - изучить и выявить лучшее сочетание факторов обработки почвы и использования биопрепаратов в посевах овса, обеспечивающее повышение продуктивности и снижение энергозатрат.
Материал и методы. Опыт заложен в двух закладках в 2011 г. в 6-польном полевом севообороте со следующим чередованием культур: викоовсяная смесь на зеленый корм - озимая рожь - яровая пшеница - горохоовсяная смесь на зерносенаж - ячмень - овес. В 2016 г. и 2017 г. высевали овес сорта Сельма. Удобрения вносили под все культуры севооборота в дозе Ж5Р45К45.
Схема опыта: способ основной обработки - вспашка (20-22 см, контроль), плоскорезная комбинированная обработка (14-16 см); способ предпосевной обработки - культивация КПС-4 (8-10 см, контроль), применение комбинированного агрегата АППН-2,1 (обработка почвы на 8-10 см, внесение удобрений и посев); применение биопрепаратов - без препаратов
(контроль), опрыскивание препаратом Псевдо-бактерин-2 (1 л/га), опрыскивание препаратом на основе штамма Streptomyces hygroscopicus A4 (1 л/га).
Плоскорезную обработку выполняли комбинированным агрегатом КПА-2,2, оснащенным плоскорезными лапами и дисковой секцией. Комбинированный агрегат АППН-2,1 осуществляет одновременно обработку почвы (культивация, рыхление, прикатывание), внесение удобрений и посев. Посев овса проводили сеялкой СН-16, уборку - комбайном «Сампо-500».
Препараты применяли в фазу кущения с помощью ранцевого опрыскивателя. Препарат Псевдобактерин-2 - биологический фунгицид, д.в. бактерии рода Pseudomonas aureofaciens, 3*109 живых клеток в 1 мл. Биопрепарат на основе местного штамма Streptomyces higro-scopicus A4, изолированного из ризосферы овса сорта Аргамак, способен снижать заболеваемость и гибель растений озимой ржи, клевера лугового и овса от корневых гнилей. Титр препарата 104 КОЕ/мл [9].
Метеоусловия 2016 года характеризовались как засушливые, в мае выпало 54% нормы
осадков, в июне 36%, в июле выпало 138% нормы. В 2017 году погода была прохладной и влажной, осадков в мае-июле выпало 102-189% нормы.
Почва опытного участка - дерново-подзолистая среднесуглинистая. Агрохимические показатели почвы: рНсол - 5,0; гидролитическая кислотность - 3,6; сумма поглощенных оснований - 14,3 мг-экв/100 г почвы; содержание Р205 - 140-180 мг и К20 - 150-200 мг/кг почвы (по Кирсанову), гумуса - 1,7% (по Тюрину).
Исследования проводили по общепринятым методикам [10, 11]. Дисперсионный анализ с использованием программы «Agros207».
Результаты и их обсуждение. В ходе исследований установлено, что различные технологии возделывания овса оказывают влияние на агрофизические свойства почвы, фитосани-тарное состояние посевов и урожайность.
После посева овса запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см, несмотря на различия по метеоусловиям в мае 2016 г. и 2017 г., оценивались по шкале А.Ф. Вадюниной, З.А. Корчагиной [10] как «удовлетворительные» (25,229,5 мм), различий по способам обработки почвы не выявлено (табл. 1).
Таблица 1
Влияние способов обработки почвы на агрофизические свойства пахотного слоя почвы перед посевом овса (в среднем за 2016-2017 гг.)
Способ основной обработки почвы Способ предпосевной обработки почвы Запасы продуктивной влаги, мм Плотность почвы, г/см3 Содержание частиц 0,25-10 мм, % Водопрочность агрегатов, % Коэффициент структурности
Вспашка КПС-4 25,2 1,35 75,7 59,9 3,9
АППН-2,1 29,5 1,35 82,2 63,4 4,7
Плоскорезная КПС-4 29,6 1,40 74,9 64,6 3,7
обработка АППН-2,1 27,8 1,41 84,4 65,6 5,5
Плотность слоя почвы 0-20 см была выше в вариантах с плоскорезной обработкой на 0,050,06 г/см3. При этом все полученные значения превышали оптимальный уровень для дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы 1,101,30 г/см3 (по А.Г. Бондареву [10]). Это связано, в первую очередь, с тем, что овес являлся в исследованиях замыкающей культурой севооборота, и почва за годы проведения исследований уплотнилась.
Содержание агрономически ценных частиц размером 0,25-10 мм в вариантах с культивацией оценивалось по шкале С.И. Долгова, П.У. Бахтина [10] как «хорошее» (74,9-75,7%). Структурное состояние почвы в большей степени зависело от способа предпосевной обработки почвы. Применение комбинированного
агрегата АППН-2,1 обеспечивало «отличное» структурное состояние пахотного слоя, содержание частиц размером 0,25-10 мм составило 82,2-84,4%, коэффициент структурности 4,75,5. Водопрочность почвенной структуры по всем вариантам при этом характеризовалась как «хорошая» - 59,9-65,6%, при самом низком показателе в контроле.
Засоренность посевов овса по вспашке составила, в среднем по вариантам 41,3 шт./м2 (табл. 2). Замена вспашки на плоскорезную обработку увеличивала засоренность до 44,5 шт./м2 (НСР05= 2,8). В вариантах с применением препарата Псевдобактерин-2 засоренность посевов также возрастала до 50,1 шт./м2 (НСР05 = 7,2) по сравнению с вариантами без обработки препаратами (38,1 шт./м2) и с обработкой препаратом
на основе штамма £ hygroscopicus А4 (40,5 шт./м2). При определении критерия ярусности все сорные растения относились к нижнему ярусу, то есть не достигали 'Л высоты культурного растения. Преобладающими малолетними сорня-
ками были пикульники (Galeopsis L.). Из многолетних сорняков большое распространение получил хвощ полевой (Equisetum arvense), что связано с высокой кислотностью почвы опытного участка.
Таблица 2
Влияние способов обработки почвы и применения биопрепаратов на фитосанитарное состояние посевов овса (в среднем за 2016-2017 гг.)
Способ основной обработки почвы Способ Засоренность Пораженность, %
предпосевной посевов, шт./м2 корневыми гнилями листовой ржавчиной
обработки почвы б/п* А4 ПБ б/п А4 ПБ б/п А4 ПБ
Вспашка КПС-4 46,0 45,5 46,3 28,0 4,5 5,5 10,5 3,5 2,0
АППН-2,1 31,3 34,0 44,8 28,5 12,5 13,0 7,0 3,5 6,0
Плоскорезная КПС-4 44,5 41,5 53,5 32,0 17,0 12,0 11,5 3,0 4,0
обработка АППН-2,1 30,5 41,0 55,8 38,0 11,0 11,5 5,5 2,5 3,5
НСР05 по основной обработке 2,8 Fф<Fт Fф<Fт
НСР05 по предпосевной обработке Fф<Fт Fф<Fт Fф<Fт
НСР05 по применению препаратов 7,2 3,9 1,7
- б/п - без препаратов; А4 - препарат на основе штамма Х hygroscopicus А4; ПБ - препарат Псевдобактерин-2
Пораженность растений овса корневыми гнилями зависела в большей степени от применения биопрепаратов, и в меньшей - от способа основной или предпосевной обработки почвы. Без применения препаратов растения поражались на 31,6%, при обработке препаратом на основе штамма Х hygroscopicus А4 пораженность растений овса снизилась до 11,3%, препаратом Псевдобактерин-2 - до 10,5% (НСР05 = 3,9). Следует отметить, что препараты оказывали большее влияние в вариантах, где вспашка сочеталась с предпосевной культивацией КПС-4.
Влияние изучаемых факторов рассматривали также на пораженности овса листосте-бельными заболеваниями: листовой и стеблевой ржавчиной, септориозом. Пробы растений отбирали в фазу молочно-восковой спелости зерна. Стеблевой ржавчины и септориоза на растениях овса обнаружено не было, поражен-
ность листовой ржавчиной была незначительной, применяемые биопрепараты достоверно снижали этот показатель с 8,6 до 3,1-3,9% (НСР05 = 1,7). Препарат на основе штамма & hygroscopicus А4 оказывал более сильное воздействие на снижение заболеваемости.
Наибольшая урожайность в среднем за два года исследований получена в варианте со вспашкой и применением комбинированного посевного агрегата АППН-2,1 при применении 1 л/га биопрепарата на основе штамма Х hygro-scopicus А4 - 3,92 т/га, что на 1,01 т/га выше контрольного варианта - вспашка с предпосевной культивацией КПС-4 без применения препаратов (табл. 3). Технологии, основанные на плоскорезной обработке с применением предпосевного комбинированного агрегата АППН-2,1 при внесении биопрепаратов, обеспечили урожайность зерна овса 3,42-3,49 т/га.
Таблица 3
Урожайность овса, экономическая и энергетическая эффективность различных способов обработки почвы и применения биопрепаратов (в среднем за 2016-2017 гг.)
Способ основной обработки почвы Способ предпосевной обработки почвы Урожайность зерна, т/га Общая рентабельность производства, % Коэффициент энергетической эффективности
б/п* А4 ПБ б/п А4 ПБ б/п А4 ПБ
Вспашка КПС-4 2,91 3,15 2,98 84,4 94,7 83,6 2,34 2,45 2,33
АППН-2,1 3,13 3,92 3,34 94,4 136,1 101,3 2,54 3,05 2,63
Плоскорезная КПС-4 3,31 3,31 3,16 113,0 108,2 98,0 2,68 2,61 2,50
обработка АППН-2,1 2,97 3,49 3,42 88,2 115,1 109,8 2,47 2,78 2,73
* - б/п - без препаратов; А4 - препарат на основе штамма hygroscopicus А4, ПБ - препарат Псевдобактерин-2
Применение биопрепаратов существенно влияло на урожайность овса. В 2016 году прибавка составила 0,44-0,47 т/га (НСР05 = 0,32) в вариантах с использованием биопрепарата на основе штамма S. hygroscopicus А4 по сравнению с вариантами без обработки препаратом или с применением Псевдобактерина-2. В 2017 году прибавка от применения препаратов по сравнению с контролем составила 0,21-0,30 т/га (НСР05 = 0,18), использование комбинированного агрегата АППН-2,1 для обработки почвы, внесения удобрений и посева существенно увеличивало (на 0,68 т/га) урожайность овса по сравнению с вариантами, где проводили предпосевную культивацию КПС-4 (НСР05 = 0,37).
Лучшие показатели эффективности получены при возделывании овса по технологии, включающей вспашку и использование предпосевного комбинированного агрегата АППН-2,1 с обработкой биопрепарата на основе штамма S. hygroscopicus А4. Так, уровень общей рентабельности производства составил 136,1% (при цене реализации 10 руб./кг), коэффициент энергетической эффективности 3,05. Возделывание овса по традиционной технологии, включающей вспашку и предпосевную культивацию без применения биопрепаратов, обеспечило рентабельность производства 84,4%, коэффициент энергетической эффективности 2,34. Технологии возделывания овса, основанные на плоскорезной обработке, использовании предпосевного комбинированного агрегата АППН-2,1 при применении биопрепаратов также обеспечили высокий уровень рентабельности 109,8-115,1% и коэффициент энергетической эффективности 2,73-2,78.
Выводы. Таким образом, эффективность возделывания овса по технологиям, включающим в себя применение новых биопрепаратов и новые способы обработки почвы с использованием комбинированных агрегатов значительно выше выращивания его по классической, тра-
диционной технологии. Это достигается, прежде всего, за счет улучшения агрофизических показателей плодородия почвы и снижения заболеваемости растений овса. Применение в течение 6 лет ротации плоскорезной обработки приводит к увеличению засоренности посевов и поражения корневыми гнилями.
Список литературы
1. Перспективная ресурсосберегающая технология производства овса: методические рекомендации. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. 60 с.
2. Баталова Г.А., Лисицын Е.М., Русакова И.И. Биология и генетика овса. Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2008. 456 с.
3. Научно обоснованные подходы к выбору систем обработки почв в севооборотах для условий Евро-Северо-Востока РФ: метод. пособие / Под ред. Козловой Л.М. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2013. 35 с.
4. Kozlova L.M., Popov F.A., Demshin S.L. Characteristic and efficiency of operation of the unit for non-plough soil cultivation and sowing unit in conditions of the Eastern European part of Russia // Agricultural Engineering. 2014. № 4 (152). P. 163.
5. Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений и проблемы агросферы. М.: Изд-во «Агрорусс», 2004. Т.1. 688 с.
6. Жученко А.А. Пути инновационно-адаптивного развития АПК России в XXI столетии. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2011. 144 с.
7. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: МСХА, 2000. 473 с.
8. Singer J.W., Kohler K.A., Liebman M., Richard T.L., Cambardella C. A., Buhler D.D. Tillage and compost effect yield of corn, soybean and wheat and soil fertility // Agronomy Journal. 2004. Vol. 96. № 3. P. 531-537.
9. Широких И.Г., Баталова Г.А., Рябова О.В., Русакова И.И. Эффекты интродукции Strepromyces hygroscopicus А4 в фитосферу голозерного овса // Зерновое хозяйство России. 2013. №3 (27). С. 52-56.
10. Сафонов А.Ф., Стартонович М.В. Практикум по земледелию с почвоведением. М.: Агропро-миздат, 1990. 208 с.
11. Опытное дело в полеводстве. М.: Россель-хозиздат, 1982. 190 с.
Сведения об авторах:
Попов Федор Александрович, кандидат с.-х. наук, научный сотрудник, e-mail: [email protected], Козлова Людмила Михайловна, доктор с.-х. наук, заведующая отделом, Носкова Евгения Николаевна, кандидат с.-х. наук, научный сотрудник
ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого», ул. Ленина, д. 166а, г. Киров, Российская Федерация, 610007, e-mail: [email protected]
Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2018. Vol. 63, no. 2, pp. 64-68.
doi: 10.30766/2072-9081.2018.63.2.64-68 Improving of oat cultivation technology under conditions of Kirov region F.A. Popov, L.M. Kozlova, E.N. Noskova
Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V.Rudnitsky, Kirov, Russian Federation
The data of 2016-2017 studies on effectiveness of different oat cultivation technologies including ways of basic and pre-sowing soil tilling and using of bio-preparations on sod-podzolic soils of Kirov region are provided. Ploughing and surface soil tillage, cultivation and tilling with combined soil-tillage sowing machine, as well as preparation on the basis of S. hygroscopicus A4 strain and Pseudobacterin-2 were studied in the experiment. Storage of productive moisture in soil layer of 0-20 cm was 25.2-29.5 mm before sowing; there were no differences in the ways of soil tilling. The density of 0-20 cm soil layer was 0.05-0.06 g/cm3 higher in variants with surface tillage. Application of combined aggregate APPN-2.1 provided "excellent" structure state of arable layer, the content of agronomical valuable particles was 82.284.4% at the soil structure coefficient equal to 4.7-5.5. Sowing dockage was significantly lower in variants of plowing (41.3 psc./m2, LSD05=2.8) than in surface tillage (44.5 psc./m2). In variants with use of Pseudobacterin-2 preparation the sowing dockage increased too up to 50.1 psc. /m2 (LSD05 = 7.2) as compared to the variants without preparations (38.1 psc./m2) and with the use of preparation on the base of S. hygroscopicus A4 strain (40.5 psc./m2). Up to 31.6% of oat plants were affected with root rot in variants without preparations; by application of preparations on the base of S. hygroscopicus strain A4 the affection decreased to 11.3%; by application of Pseudobacterin-2 preparation - to 10.5% (LSD05 = 3.9). The affection of oat plants with leaf rust was insignificant; the preparations significantly decreased this factor from 8.6 to 3.1-3.9% (LSD05 = 1.7). On the average, for two years of study the highest productivity was noted in the variant of ploughing with using the combined sowing unit APPN-2.1 by application of preparation on the base of S. hygroscopicus strain A4 (1 l/ha) - 3.92 t/ha that is 1.01 t/ha higher then control variant, ploughing with KPS-4 pre-sowing tilling without preparations. The level of total profitability of oat grain production was 136.1%, the factor of energy effectiveness was 3.05 (in control variant - 84.4% and 2.34 correspondingly).
Key words: soil tilling, bio-preparation, combined sowing unit, economic, energy effectiveness
Reference 6. Zhuchenko A.A. Puti innovatsionno-adaptiv-
1. Perspektivnaya resursosberegayushchaya nogo razvitiya APK Rossii v XX1 stoletii [Ways of in-
tekhnologiya proizvodstva ovsa: metodicheskie re-
novative-adaptive development of Russian AIC in XXI
komendatsii. [Perspective resource saving technology century]. Kirov: NIISKh ¡Severn^toM, 2°U. 144 p.
of oat production: methodical recommendations]. Mos-
7. Kiryushin V.I. Ekologizatsiya zemlede-
cow: FGNU «Rosinformagrotekh», 2009. 60 p. liya i tekhnologicheskaya Politika. [Ecol°gization of
2. Batalova G.A., Lisitsyn E.M., Rusakova I.I. soil management and technological policy]. Moscow: Biologiya igenetika ovsa. [Biology and genetics of oat]. MSKhA, 200°. 473 p.
Kirov: Zonal'nyy NIISKh Severo-Vostoka, 2008. 456 p.
3. Nauchno obosnovannye podkhody k vyboru sistem obrabotki pochv v se-vooborotakh dlya usloviy
8. Singer J.W., Kohler K.A., Liebman M., Richard T.L., Cambardella C. A., Buhler D.D. Tillage and compost effect yield of corn, soybean and wheat and
Evro-Severo-Vostoka RF: metod. posobie. [Scientifical- soil fertility. Agronomy Journal. 2004. VM. 96. n°. 3. ly based approaches to selection of soil tilling systems pp. 531-537.
in crop rotations under conditions of European part of 9. Shirokikh I G , Batalova G A., Ryabova °.V
north-eastern Russia: methodical course]. Pod red. Ko-
Rusakova I.I. Effekty introduktsii Strepromyces hygro-
zlovoy L.M. Kirov: NIISKh Severo-Vostoka, 2013. 35 p. scoPicus A4 v ßosfem golozernogo ovsa. ^ffe^ °f 4. Kozlova L.M., Popov F.A., Demshin S.L. introduction of Strepromyces hygroscopicus A4 mto
Characteristic and efficiency of operation of the unit for non-plough soil cultivation and sowing unit in conditions of the Eastern European part of Russia. Agricultural Engineering. 2014. no. 4 (152). pp. 163.
the phyto-sphere of naked oat]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2013. no.3 (27). pp. 52-56.
10. Safonov A.F., Startonovich M.V. Praktikum po zemledeliyu s pochvovedeniem. [Practical course on soil
5. Zhuchenko A.A. Ekologicheskaya genetika management wito s°iï sri^œ]. Шот: Agrnprom-kul'turnykh rasteniy i problemy agrosfery. [Ecologi- izdat, 199°. 208 p.
cal genetics of cultivated plants and problems of agro-
11. Opytnoe delo v polevodstve. [Experimental
sphere]. Moscow: Izd-vo «Agroruss», 2004. Vol.1. 688 p. works in field plant industry]. Moscow: Rossel'khoz-
izdat, 1982. 190 p.
Information about the authors:
F.A. Popov, PhD in Agriculture, researcher, e-mail: [email protected] L.M. Kozlova, DSc in Agriculture, Head of the Department, E.N. Noskova, PhD in Agriculture, researcher
Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.VRudnitsky, Lenina str., 166a, Kirov, Russian Federation, 610007, e-mail:[email protected]
