CC BY
24
УДК 631.51:631.582(571.12/.17)
урожайность гороха сорта виктория при различных системах обработки почвы
Н.А. ЛАПШИНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: [email protected])
A.Л. ПАКУЛЬ, научный сотрудник
Г.В. БОЖАНОВА, научный сотрудник
B.Н. ПАКУЛЬ, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора
Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН, ул. Центральная, 47, пос. Новостройка, Кемеровский р-н, Кемеровская обл., 650510, Российская Федерация
Резюме. В Кемеровском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в2014-2016гг. с целью изучения эффективности систем обработки почвы под горох и их влияния на урожайность и основные элементы продуктивности, проведены исследования в длительном стационаре почвозащитного земледелия в зерно-паровом севообороте при различных системах обработки почвы (отвальная глубокая, комбинированная глубокая, комбинированная минимальная, мульчирующая минимальная). Объектом исследований послужил новый сорт гороха полевого Виктория. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый по гранулометрическому составу, содержание гумуса в слое 0-40 см - 8,2 %, рН=6,0, P2O5 -143 мг/кг почвы, К2О5 - 134 мг/ кг почвы. Урожайность гороха в значительной степени определяло содержание продуктивной влаги в почве в фазе 3-5 листьев (r = 0,4681-0,7639), доля влияния фактора «среда» составила 75,4 %. В остро засушливые годы на фоне мульчирующей минимальной системы обработки содержание продуктивной влаги в почве в период закладки генеративных органов гороха было выше, чем при отвальной глубокой (контроль), на 17,1-34,7 %. В этомже варианте в указанной фазе развития культуры отмечена лучшая обеспеченность нитратным азотом и подвижным фосфором, по сравнению с контролем: выше на 14,9 и 27 мг/кг почвы соответственно. Более близкие к оптимальным влагообеспеченность и питательный режим, сложившиеся при мульчирующей минимальной системе обработки почвы, обеспечили увеличение урожайности семян гороха в этом варианте, в сравнении с отвальной глубокой обработкой почвы, в среднем на 0,31 т/га. Лучше эта закономерность прослеживалась в острозасушливые годы. Ключевые слова: горох, урожайность, элементы продуктивности, обработка почвы.
Для цитирования: Урожайность гороха сорта Виктория при различных системах обработки почвы / Н.А. Лапшинов, А.Л. Пакуль, Г.В. Божанова, В.Н. Пакуль//Достижения науки и техники АПК. 2016. № 12. Т. 30. С. 69-71.
Количественный и качественный рост кормовой базы -стратегическая цель всего агропромышленного комплекса Сибири. Необходимо повысить сбалансированность кормов по питательным веществам. В рационах скота очевиден дефицит белка, но при этом в структуре посевных площадей доля бобовых культур остаётся крайне низкой [1].
Основная зернобобовая культура в Сибирском федеральном округе - горох. Она играет важную роль в биологи-зации земледелия. При заделке пожнивных остатков гороха в качестве удобрения вынос азота зерновыми культурами при посеве по этому предшественнику сокращался на 35,8 %, фосфора - на 34,7 %, калия - в 3,3 раза. Кроме того, они оказывали ингибирующее влияние на грибную микрофлору, вызывающую болезни на зерновых культурах [2]. Включение гороха в севооборот позволяет приостановить истощение плодородия и обеспечить расширенное воспроизводство органического вещества почвы [3].
Несмотря на большие достоинства гороха, занимаемая этой культурой площадь все еще ничтожно мала, в сравнении с зерновыми колосовыми культурами. В Ке-
меровской области она не превышает 2,0 % (необходимо увеличить до 8-10 % от площади зерновых). Наблюдается относительно низкий и нестабильный уровень урожайности гороха по годам, что во многом объясняется недостаточной изученностью и, как следствие, отсутствием оптимальных решений в вопросах выбора технологии возделывания, в том числе системы обработки почвы.
Минимизация обработки почвы при возделывании сельскохозяйственных культур вызвана желанием снизить затраты энергоресурсов и себестоимость продукции. При этом в основе ресурсосберегающих технологий лежит использование нового поколения более производительных машин и орудий, комбинированных агрегатов с широкими возможностями совмещения технологических операций [4, 5].
В условиях дефицита осадков экономически целесообразно выращивать горох по необработанной стерне с использованием технологии прямого посева, что обеспечивает получение урожая не ниже, чем при обработке почвы. Кроме того, при минимизации обработки чернозёма южного карбонатного в засушливой степи Северного Казахстана формируются агроэкологические условия, обеспечивающие сохранения плодородия почвы [6].
Благодаря мощно развитой корневой системе, проникающей вглубь до полутора метров, эта культура способна усваивать из почвы труднодоступные для злаковых культур соединения, а также переносить питательные вещества из глубоких слоёв почвы в пахотный горизонт [7].
Цель исследований - изучить эффективность систем обработки почвы под горох и их влияние на урожайность и основные элементы продуктивности.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в Кемеровском НИИСХ в 2014-2016 гг. в условиях длительного стационарного опыта, заложенного в 1974 г., в зернопаровом севообороте (пар - пшеница - горох -ячмень в чистом виде и ячмень с подсевом донника) с использованием различных систем обработки почвы по культуры: отвальная глубокая (осенью - отвальная вспашка, весной - закрытие влаги, предпосевная культивация, посев, прикатывание), комбинированная глубокая (осенью - безотвальная глубокая, весной - посев, прикатывание), комбинированная минимальная (осенью - безотвальная мелкая, весной посев, прикатывание), мульчирующая минимальная (прямой посев без обработки почвы), составленных на основе классификации, разработанной научными учреждениями страны и обобщённой В.И. Кирюшиным [8].
Все системы применяли со времени закладки стационара. Отвальную и безотвальную глубокую обработку осуществляли на 20-22 см, безотвальную мелкую - на 10-12 см. На сегодняшний день прошло 10 полных ротаций севооборота. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднемощный, тяжелосуглинистый, содержание гумуса в слое 0-40 см - 8,2 %, Р205 -143 мг/кг почвы, К2О5 - 134 мг/кг почвы, рН - 6,0.
Содержание нитратного азота определяли ионоселек-тивным методом, подвижного фосфора и калия - по методу Чирикова [9] в слоях почвы 0-20 см и 20-40 см в фазах 3-5 листьев и цветения; влажность почвы - термостатно-весовым методом в метровом слое по горизонтам через 10 см, в те же сроки, что и элементы питания [10]. В фазе бутонизации гороха для определения биологической активности почвы на 30 суток закладывали образцы льняной ткани на глубину
Таблица 1. Запасы продуктивной влаги в период закладки у гороха генеративных органов, мм
Система обработки почвы Содержание продуктивной влаги в слое 0-20 см
2014г.\2015 г.\2016г.
Отвальная глубокая (контроль) 16,0 46,7 15,1 Комбинированная глубокая 18,5 56,0 16,9 Комбинированная минимальная 18,9 49,6 16,9 Мульчирующая минимальная 24,5 48,7 18,2
20 см. Подсчёт сорных растений проводили до обработки гербицидом Пивот в фазе 3-5 листьев культуры.
Объектом исследования послужил новый сорт гороха полевого Виктория. Посев проводили сеялкой СЗС-2,1 с нормой высева 1,4 млн шт./га всхожих семян. После посева применяли почвенный гербицид Гезагард в дозе 3 л/га, в фазе 3-5 листьев культуры - гербицид Пивот (0,5 л/га). Площадь опытных делянок - 4720 м2, учетная 100 м2, повторность - 4-х-кратная. Размещение вариантов последовательное. Учёты и наблюдения осуществляли по методике Б.А. Доспехова [11]. Уборку проводили в фазе полной спелости комбайном Сампо 130.
Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований отличались, что позволило выявить эффективность технологий подготовки почвы, как в благоприятных, так и в экстремальных условиях произрастания гороха.
Перед посевом и в период всходы - начало появления третьего листа гороха влагообеспеченность в 2014 г. находилась в оптимальных пределах, ГТК = 1,34, но при этом среднесуточные температуры были ниже средне-многолетних показателей на 20С. В фазе молочной спелости наблюдали недостаточную обеспеченность влагой (ГТК = 0,70), что сказалось на формировании урожайности. Для вегетационного периода 2015 г. была характерна нехватка влаги в фазе цветения (ГТК = 0,49), в период цветение - молочная спелость ГТК составил 0,81. В период налива зерна влагообеспеченность увеличилась (ГТК = 2,17). В 2016 г. дефицит влаги отмечали от фазы пятого листа до восковой спелости.
Многофакторный дисперсионный и корреляционный анализ данных осуществляли по методике Б.А. Доспехова [11] с использованием компьютерных программ О.Д. Сорокина [12].
результаты и обсуждение. При отсутствии осадков в период закладки генеративных органов гороха в 2014 и 2016 гг. содержание продуктивной влаги в почве при комбинированной глубокой, комбинированной минимальной и мульчирующей минимальной системах обработки было выше, чем после вспашки (табл. 1). Наличие стерни и мульчирующего слоя при прямом посеве сеялкой СЗС-2,1 позволило в острозасушливые годы сохранить к фазе 3-5 листьев гороха наибольшее количество влаги - на уровне 24,5 и 18,2 мм соответ-ственно.Установлена прямая взаимосвязь урожайности семян гороха в годы с недостаточным увлажнением и содержанием продуктивной влаги в почве в фазе 35 листьев: г = 0,4681-0,7639. При содержании продуктивной влаги в почве 24,5 мм в варианте с мульчирующей минимальной системой обработки (прямой посев) урожайность гороха в 2014 г. составила 2,18 т/га, при 18,5 мм (комбинированная глубокая) - 1,31 т/га.
Сбор семян гороха в значительной мере определяли условия года, доля влияния фактора «среда» составила 75,4 %. Наибольшая урожайность в среднем по опыту была сформирована при достаточной влагообеспеченности во все периоды роста и развития в 2015 г. - 2,71 т/га (табл. 2).
Достоверное снижение сбора семян в 2014 г., в сравнение с 2016 и 2015 гг., достигало 0,59 и 1,07 т/га соответственно. Анализ полученных данных показал, что урожайности гороха в засушливые годы зависит от системы обработки почвы. Преимущество при формировании семенной продуктивности культуры в среднем за 3 года отмечено на фоне мульчирующей минимальной системы обработки почвы, применение которой обеспечило прибавку урожайности к контролю (отвальная глубокая) на уровне 0,31 т/га, к варианту с комбинированной минимальной системой -0,45 т/га, с комбинированной глубокой - 0,26 т/га.
В 2016 г. достоверное превышение урожайности гороха, в сравнении с контролем, отмечено при мульчирующей минимальной и комбинированной глубокой системах обработки почвы, 0,40 и 0,58т/га соответственно.
Обеспеченность питательными веществами зависит от системы обработки почвы. В условиях значительной засухи содержание нитратного азота тесно коррелировало с количеством продуктивной влаги в почве в период вегетации гороха (г = 0,8870). В среднем за 2014-2016 гг. при использовании мульчирующей минимальной системы обработки почвы оно было выше, чем в контроле, на 14,9 мг/кг почвы (табл. 3). На наш взгляд, такая ситуация вызвана тем, что при наиболее высокой обеспеченности влагой в этом варианте обработки почвы формируются оптимальные условия для разложения органического вещества и улучшаются процессы минерализации благодаря повышению активности микроорганизмов.
Таблица 3. Содержание питательных веществ в почве в зависимости от системы обработки почвы в период вегетации гороха (фаза 5 листьев), мг/кг почвы, 2014-2016 гг.
Система обработки почвы Содержание питательных веществ в почве слое 0-20 см
NNО3 рА КО
Отвальная глубокая
(контроль) 17,5 120 112
Комбинированная глубокая 21,1 136 118
Комбинированная минимальная 19,8 135 109
Мульчирующая минимальная 324 147 133
Минимальная (на глубину 10-12 см) и нулевая обработки почвы снижают потери и способствуют росту содержания гумуса в почве при значительном улучшении водного режима благодаря наличию защитного мульчирующего слоя на поверхности почвы, при этом происходит значительная дифференциация пахотного горизонта, как по общей биогенной активности, так и по численности отдельных видов микроорганизмов [13].
Содержание подвижного фосфора в почве при выращивании гороха Виктория по предшественнику яровая пшени-
Таблица 2. Урожайность гороха полевого виктория, т/га
Система обработки почвы (фактор В) Урожайность, т/га
год (фактор А) средняя
2014 2015 I 2016
Отвальная глубокая (контроль) Комбинированная глубокая Комбинированная минимальная Мульчирующая минимальная Средняя по годам НСР05 фактор А фактор В 1,64 1,31 1,44 2,18 1,64 0,14 2,77 2,02 2.67 2,60 2.68 1,88 2,74 2,42 2,71 2,23 0,16 0,34 2,14 2,19 2,00 2,45 0,47 0,56
ца в период проведения исследований (2014-2016 гг.) было выше на фоне мульчирующей минимальной обработки почвы: 147 мг/кг почвы, против 120 мг/кг почвы в контроле.
Ранее проведённые исследования показали, что наибольшее количество фосфатрастворяющих микроорганизмов при разложении органических остатков присутствует в варианте с нулевой зяблевой обработкой, что подтверждает повышение биологической активности почвы при наличии органического вещества и достаточной влагообеспеченности [14].
Целлюлозолитическая активность почвы была выше при сохранении стерни, соломы и пожнивных остатков на поверхности при мульчирующей минимальной системе её обработки. Разложение льняного полотна в этом варианте находилось на уровне 8,5 %, после комбинированной глубокой системы обработки - 5,6%, комбинированной минимальной - 5,3%, отвальной глубокой - 3,0%.
Видовой состав сорняков в посевах гороха мало различался в зависимости от системы обработки почвы и был в основном представлен такими малолетними мятликовыми (от 83 до 94 % от сорного компонента агрофитоценоза) видами, как овсюг (Avena fatua L.) и просо куриное (Panicum crus galli L.). Присутствовал в посевах подмаренник цепкий (Galium aparine Z.), из корнеотпрысковых - бодяк полевой (Cirsium arvense L.). В контроле засорённость была самой низкой - 8 шт./м2, при комбинированной глубокой системе обработки -21 шт./м2, комбинированной минимальной - 38 шт./м2, мульчирующей минимальной - 58 шт./м2. Применение
высокоэффективного гербицида Пивот привело к уничтожению 94,7 % сорных растений, в том числе малолетних злаковых и многолетних корнеотпрысковых, поэтому негативное влияние засорённости на формирование урожая практически отсутствовало.
При изучении почвенной структуры выщелоченного чернозема в посевах гороха содержание агрономически ценных агрегатов (3-1 мм) при комбинированной минимальной системе обработки почвы составило 41,2 %, при мульчирующей минимальной - 34,1 %, при комбинированной глубокой - 27,5 %, при отвальной глубокой (контроль) - 35,4 %. Показатели плотности в слое 0-60 см находились в оптимальных пределах и мало различались: отвальная глубокая - 1,00 г/см3, комбинированная глубокая, комбинированная минимальная -0,97 г/см3, мульчирующая минимальная - 1,07 г/см3.
выводы. Мульчирующая минимальная система обработки в зернопаровом севообороте по предшественнику яровая пшеница при возделывании полевого гороха сорта Виктория на зерно способствовала повышению содержания влаги в почве в фазе 3-5 листьев культуры на 17,1 -34,7 %, в сравнении с отвальной глубокой. Содержание нитратного азота в этом же варианте было выше, чем в контроле (вспашка), на 14,9 мг/кг почвы, подвижного фосфора - на 27 мг/кг почвы, целлюлозолитическая активность - на 5,5 %. Улучшение водного и питательного режима при мульчирующей минимальной системе обработки почвы способствовало повышению урожайности гороха сорта Виктория на 0,31 -0,54 т/га, в сравнении с отвальной вспашкой.
Литература.
1. Кашеваров Н.И., Резников В.Ф. Проблемы оптимизации кормопроизводства в Сибири. Новосибирск: ГНУ СибНСХБ, 2016. 86 с.
2. Агеев Е.М. Ресурсосберегающие технологии возделывания гороха на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья: автореф. дис. на соиск. учён. степ. канд.с-х. наук. Оренбург, 2011. 17с.
3. Зотиков В.И., Грядунова Н.В., Наумкина Т.С., Сидоренко В.С. Зернобобовые культуры в экономике России// Земледелие. 2014. № 4. С. 6-8.
4. Перфильев Н.В., Вьюшина О.А., Шкуро С.И., Григорук И.М. Минимизация предпосевной обработки почвы и посева в Северном Зауралье //Земледелие. № 2. 2013. С. 22-25.
5. Каличкин В.К. Минимальная обработка почвы в Сибири: проблемы и перспективы//Земледелие. 2008. № 5. С. 24-26.
6. Заболотских В.В. Влияние минимализации обработки почвы на урожайность гороха и агроэкологические параметры чернозёма южного карбонатного Северного Казахстана: автореф. дис. на соиск. учён. степ. канд.с-х. наук. Красноярск, 2014. 19 с.
7. Усенко С.В. Эффективность приёмов обработки почвы и средств интенсификации при возделывании гороха //Актуальные вопросы АПК Сибири: итоги и перспективы. Барнаул. 2015. С. 260-267.
8. Кирюшин В.И. Минимализация обработки почвы: перспективы и противоречия// Земледелие. 2006. № 5. С. 12-14.
9. Практикум по агрохимии / Б.А Ягодин, И.П. Дерюгин, Ю.П. Жуков и др. / М.: Агропромиздат, 1987. 512 с.
10. Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Кауричева. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Колос,1980. 272 с.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос. 1985. 351 с.
12. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. Краснообск: ГУПРПО СЩ РАСХН, 2004. 162 с.
13. Марковская Г. К., Юдина Ю.В. Влияние различных способов основной обработки почвы на её биологическую активность в условиях лесостепной зоны Самарской области //Достижения науки и техники АПК. 2009. № 3. С. 21-23.
14. Микробиологические процессы в ризосфере при различных обработках почвы / Н.Н. Терещенко, Н.А. Лапшинов, В.Н. Пакуль, В.Ю. Березин //Достижения науки и техники АПК. 2011. № 12. С. 12-15.
PRODUCTIVITY OF PEA 'VIKTORIA' AT VARIOUS SYSTEMS OF TILLAGE
N.A. Lapshinov, A.L. Pakul, G.V. Bozhanova, V.N. Pakul
Kemerovo Research Institute of Agriculture - the Branch of Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology of the RAS, ul. Tsentral'naya, 47, p. Novostroika, Kemerovskii r-n, Kemerovskaya obl., 650510, Russian Federation
Summary. The investigations were carried out at the station of soil-protecting farming in a grain-fallow crop rotation with different soil cultivation systems (deep moldboard, deep combined, minimal combined, minimal mulching) in Kemerovo Research Institute of Agriculture in 2014-2016. The aim of the study was to determine the efficiency of soil cultivation systems for pea, their influence on the yield and the main elements of productivity. The new variety of field pea 'Viktoria' was the object of the experiment. The soil of the test plot is leached medium thick chernozem, heavy loamy in granulometric composition. The content of humus in a layer 0-40 cm is 8.2 %, pH is 6.0, the content of P2O5 is 143 mg/kg, of K2O5 - 134 mg/kg. The productivity of pea was substantially determined by the content of productive moisture in the soil at the phase of 3-5 leaves (r is 0.4681-0J.7639), the influence of the environment was 75.4 %. In severe droughty years against the background of the minimal mulching system of tillage the content of productive moisture in the soil during the period of formation of generative organs of pea was higher in comparison with the deep moldboard one (the control) by 17.1 -34.7 %. In the same variant and the same stage of plant development, it is noted the better provision with nitrate nitrogen and mobile phosphorus in comparison with the control by 14.9 and 27.0 mg/kg. Better moisture provision and the nutrition regime at the minimal mulching system provided an increase in the yield of pea grain, in comparison with control on average by 0.31 t/ha. This regularity was clearer in severe droughty years. Keywords: pea, productivity, productivity elements, soil cultivation.
Author Detalis. N.A. Lapshinov, D. Sc. (Agr.), director (e-mail: [email protected]); A.L. Pakul, research fellow; G.V. Bozhanova, research fellow; V.N. Pakul, D. Sc. (Agr.), deputy director.
For citation: Lapshinov N.A., Pakul A.L., Bozhanova G.V., Pakul V.N. Productivity of Pea 'Viktoria' at Various Systems of Tillage. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. Vol. 30. No. 12. Pp. 69-71 (in Russ.).
