CC BY
69
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
УДК 633.854.78:631.67:631.8
Урожайность и водопотребление подсолнечника в зависимости от орошения и системы удобрения
Т.П. ЛИФАНЕНКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук Р.В. БИЖОЕВ
Кабардино-Балкарский НИИ сельского хозяйства E-mail: [email protected]
В краткосрочных и многолетних опытах проанализированы изменения урожайности и водопотребления подсолнечника в зависимости от систем удобрения, а также густоты посева в условиях богарного и орошаемого севооборотов.
Ключевые слова: урожайность, подсолнечник, густота посевов, система удобрения, севооборот, орошение, водо-потребление.
Подсолнечник - важнейшая масличная культура России. В Кабардино-Балкарской республике под ней занято 27-30 тыс. га, или 10 % посевных площадей, а в отдельные годы - до 45 тыс. га. Урожайность подсолнечника определяется, в первую очередь, климатическими условиями вегетационного периода, режимом минерального питания, густотой посевов и их засоренностью.
В краткосрочных опытах, заложен-
ных в степной зоне республики, в неорошаемых условиях и при орошении, мы изучали влияние густоты посева на урожайность сортов подсолнечника. Почва - чернозем обыкновенный карбонатный. Минеральные удобрения вносили в дозах
Х60-90Р90-,20К40-60. ИсслеД°вания пр°в°-
дили в разные по влагообеспечен-ности годы: гидротермический коэффициент (ГТК) в 1992 г. составлял 1,2; в 1993 - 1,3; 1994 - 0^; 199S - 1,4; 1996 - 0,9; 1997 - 1,7. Вегетационные поливы проводили вручную по бороздам.
Наибольшая урожайность средне-поздних сортов Лидер и Флагман была отмечена при густоте стояния 40 и S0 тыс. растений на 1 га как в орошаемых, так и неорошаемых условиях. Среднеспелый сорт ВНИИМК 8883 и среднеранний Березанский достигали максимальной урожайности при густоте стояния 40 тыс/га. Раннеспелый сорт Кавказец можно загущать до 60 тыс/га при орошении и без него (табл. 1).
В длительном стационарном опыте, заложенном в 1948 г., исследовали влияние систем удобрений и
орошения на урожайность подсолнечника.
Методика исследований описана нами ранее [1, 2]. Десятипольный экспериментальный севооборот исключал негативное влияние болезней и вредителей на формирование урожая. Подсолнечник возделывал-ся после кукурузы на зерно и служил предшественником для озимой пшеницы. Его высевали на четвертый год после распашки многолетних трав (люцерна двух лет пользования), что немаловажно в богарном севообороте, поскольку люцерна существенно иссушает почву на большую глубину. Сорта, возделываемые в опыте, повторяли порядок сорто-обновления и районирования подсолнечника в республике: в разные годы выращивали ВНИИМК 8883, Флагман, Передовик, Родник, Мастер, СПК и др.
Наименьшая влагоемкость (НВ) метрового слоя почвы на опытном участке была равной 24,6 % от абсолютно сухой почвы. Влажность за-вядания (нижний предел содержания воды в почве, при котором растения устойчиво завядают) снижалась по профилю от 9,1 до 8,6 %. Количество продуктивной влаги, доступной растениям при увлажнении до наименьшей влагоемкости, в метровом слое почвы составляло 2062 м3/га и изменялось по слоям 0-20, 21-40, 41-60, 61-80, 81-100 см от 371 до 460 м3/га.
Весенние запасы влаги под подсолнечником в неорошаемом сево-
I. Урожайность подсолнечника в зависимости от влагообеспеченности и густоты посева, ц/га
Влагообеспе-ченность Густота посева, тыс/га Сорт
Лидер (1992-1995 гг.) ВНИИМК 8883 (1992-1993 гг.) Флагман (1995-1997 гг.) Березанский (1992-1993 гг.) Кавказец (1995-1996 гг.)
Без орошения 30 23,4 25,3 18,0 27,2 10,1
40 27,2 30,8 21,0 32,8 14,3
50 29,0 31,7 23,5 28,3 16,7
60 27,1 28,2 21,5 25,6 19,4
Орошение, 30 24,0 26,7 18,9 28,6 11,3
75-80 % НВ 40 28,0 30,6 24,0 34,9 15,9
50 30,2 29,7 25,8 30,7 17,5
60 29,4 28,7 22,8 28,1 21,2
НСР05 для частных 2,03 1,53 1,2 1,66 0,96
различий
НСР05 для орошения 1,06 0,42 0,6 0,82 0,36
НСР05 для густоты 1,45 1,09 0,85 1,18 0,54
lieaaianoai.p65 33 13.09.2013, 14:40
2. Урожайность подсолнечника в стационарном севообороте в зависимости от орошения и системы удобрений, ц/га
Ротация Bариант
1 2 3 4 5 6 7 8
4-я 4,3 8,8 9,7 9,2 18,8 21,0 20,6 22,9 (1980-1989 гг.)
5-я 6,2 10,7 12 0 10,4 19,9 21,9 20,8 23,4 (1990-1999 гг.)
6-я 7,8 9,8 1 1 1 12,8 20,5 22,9 22,1 25,1 (2000-2009 гг.)
7-я 9,6 13,6 1S 7 10,3 20,0 24,4 22,3 26,2 (2010-2012 гг.) ' '
Примечание. 1 - без удобрений, без орошения; 2 - Ng0Pg0K30, без орошения; 3 -навоз, 20 т/га + N45P60K30, без орошения; 4 - без удобрений, орошение 75-80 % HB; 5 - Ng0Pg0K30 (рекомендуемая норма), орошение 75-80 % HB; 6 - навоз, 20 т/га + N45P60K30 (рекомендуемая норма), орошение 75-80 % HB; 7 - N130P60K100 (расчетная норма), орошение 75-80 % HB; 8 - навоз, 30 т/га + N70P40K70 (расчетная норма), орошение 75-80 % HB.
обороте варьировали от 1409 до 1794 м3/га в слое 0-60 см. Количество доступной влаги устанавливали на основании определения влажности почвы.
Водный режим под подсолнечником на уровне не ниже 7S-80 % НВ поддерживали с помощью влагоза-рядковых и вегетационных поливов, сроки и нормы которых назначали по результатам изучения динамики влажности почвы. Оросительные нормы изменялись в соответствии с биологическими особенностями культуры и погодными условиями (чем засушливее год, тем больше оросительная норма) от SS0 до 1300 м3/га.
Согласно результатам исследова-
ний, проведенных опытными учреждениями Северного Кавказа и Центрально-Черноземной полосы, урожайность неудобренного подсолнечника колеблется от II до 16 ц/га. Применение удобрений, в том числе органических, повышает этот показатель на 2,2-5,0 ц/га. Наиболее эффективно использование азотно-фосфорных удобрений [3-5].
В опыте, заложенном в 1948 г., на неудобренных делянках в орошаемом севообороте урожайность подсолнечника составляла 9,2 ц/га в четвертой ротации и 12,8 ц/га - в шестой. В неорошаемом севообороте (табл. 2) в варианте без удобрений этот показатель варьировал в пределах 4,3-9,6 ц/га, в зависимости от
климатических условий года и вегетационного периода.
Применение рекомендуемых норм минеральных удобрений (М90Р90Кз0) в богарных условиях увеличивало урожайность подсолнечника в 1,26-2,0S раза, внесение под подсолнечник 20 т/га навоза + М45Р60Кз0 - в 1,42-2,26 раза. Последний вариант обеспечивал дополнительно 0,9-2,1 ц/га семян по сравнению с минеральной системой удобрения.
Другой стационарный опыт проводили с 1979 г. только при орошении. В трех полях (звеньях) севооборота средняя урожайность в вариантах без удобрений за три ротации оказалась равной 18,6 ц/га. В первой ротации после закладки опыта она изменялась от 1S,S до 21,S ц/га на разных полях севооборота. В последующие годы урожайность уменьшалась и в 2001-2003 гг. составляла 12,8 ц/га, в 2012 г. - 13,7 ц/га (табл. 3).
Подсолнечник - засухоустойчивая культура и способен формировать урожай при ГТК 0,S. Тем не менее, он очень отзывчив на улучшение водного режима почвы. По мнению многих исследователей, оптимальные условия для его развития создаются при влажности не ниже 7S-80 % от полевой влагоемкости [3, 4]. В орошаемых условиях очень важно правильно определить нижнюю границу оптимальной влажности почвы, при которой сохраняется наиболее благоприятный запас продуктивной
3. Урожайность подсолнечника на полях орошаемого севооборота в зависимости от системы удобрений, ц/га
Удобрения 1 поле 2 поле 3 поле Среднее
(среднее за 1985, (среднее за 1981, (среднее за 1986, в опыте 2012 г.
органические минеральные 1995, 2003 гг.) 1991, 2002 гг.) 1996, 2006 гг.) (1981-2006 гг.)
Без органики - 15,2 20,4 20,1 18,6 13,7
N90P120K6Ü 21,3 26,9 26,5 24,9 24,5
NPK 45 60 30 N30P4ÜK20 19,8 20,6 22,7 21,0 22,7
17,7 18,6 19,9 18,7 19,2
Навоз, 10 т/га 18,6 18,5 20,5 19,2 18,5
(50 т/га 1 раз в N90P12ÜK60 22,1 28,2 30,0 26,8 26,5
5 лет) NPK 45 60 30 N30P4ÜK20 22,0 24,8 23,8 23,5 25,0
20,7 22,0 22,3 21,7 22,5
Сидераты 17,5 16,5 20,3 18,1 17,7
(после озимой N90P120K6Ü 21,6 25,6 26,6 24,6 25,2
пшеницы) NPK 45 60 30 N30P40K2Ü 20,7 21,5 20,7 21,0 22,8
19,3 19,2 20,1 19,5 21,7
Солома + 18,5 17,7 19,4 18,5 18,3
листостебельная N90P12ÜK60 22,4 26,4 30,3 26,4 26,6
масса NPK 45 60 30 N30P40K2Ü 21,6 22,5 23,9 22,7 25,5
кукурузы 20,2 20,6 24,0 21,6 22,8
Навоз, 10 т/га 20,7 19,6 23,0 21,1 19,3
с сидераты + N90P120K6Ü 25,0 28,8 31,2 28,3 28,1
солома NPK 45 60 30 N30P40K20 23,6 25,4 26,1 25,0 26,0
22,1 22,7 24,8 23,2 22,9
НСР05 для част- 1,18 1,58 1,21 1,14
ных различий
34
Iieaäiänöäi.p65 34 13.09.2013, 14:40
влаги для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Согласно результатам анализа фактического материала, основная часть которого была получена в Кабардино-Балкарской Республике на черноземе обыкновенном, для озимой пшеницы, кукурузы, подсолнечника и люцерны оптимальная влажность почвы должна быть не ниже 7580 % HB [4, 6].
В наших опытах (см. табл. 2) в варианте без удобрений поддержание такой влажности увеличивало урожайность подсолнечника на 61-114 %. При использовании минеральных удобрений в рекомендуемой и расчетной нормах урожайность увеличивалась соответственно в 2,64,4 и 2,8-4,8 раз по сравнению с вариантом без удобрений и без орошения. Органоминеральная система (рекомендуемая и расчетная) способствовала повышению урожайности в 2,9-4,9 и 3,2-5,3 раз по разным ротациям севооборота.
Мы изучали изменение содержания влаги в почве под подсолнечником при разных вариантах удобрения. Образцы почвы на влажность отбирали в каждом варианте в восьмикратной повторности в начале вегетации растений, перед поливом и в конце вегетации. Дисперсионный анализ выявил несущественные отклонения на разных фонах удобрений, т. е. при одинаковых исходных запасах влаги в почве ее валовые расходы за вегетацию не зависят от удобрений и величины сформировавшегося урожая.
Суммарное водопотребление (количество воды, затраченное гектаром посева за время вегетации на физическое испарение воды почвой и на транспирацию) в условиях естественного увлажнения уменьшалось от влажных к засушливым годам. Ранние сроки сева и быстрое развитие подсолнечника позволяли эффективно использовать зимне-весенние запасы влаги. Во влажные годы (1995, 1999, 2002, 2008) в неороша-
емом севообороте подсолнечником было израсходовано 1620-1734 м3/га, в сухие годы (1994, 1996, 2003, 2006, 2007) суммарное водопотребление составило 1390-14S0 м2/га, при среднем показателе без орошения 1S32 м3/га.
В орошаемых условиях суммарное водопотребление было больше, чем на богаре. Оно изменялось по годам от 180S до 22S8 м3/га. Чем засушливее год, тем больше влаги подсолнечник потреблял на транспирацию и испарение в орошаемых условиях. Среднее суммарное водопотребление культуры в орошаемом севообороте за три года исследований составило 1966 м3/га. Коэффициент водопотребления в неорошаемом севообороте без внесения удобрений был равен 2490 м3/га, при использовании удобрений - 126S-1430 м3/га. В орошаемых условиях он оказался существенно меньше: без внесения удобрений в среднем 174S м3/т, в вариантах с удобрениями - 780-900 м3/т.
Один из показателей эффективности орошения - окупаемость поливной воды, которая рассчитывается как отношение прибавки урожая от применения орошения к оросительной норме. Самая низкая окупаемость воды в наших опытах была отмечена на неудобренной почве -0,4 кг/м3, при применении удобрений она увеличивалась в 3,2-4,0 раза и составляла 1,3-1,6 кг/м3.
Таким образом, получить стабильные высокие урожаи подсолнечника в условиях неустойчивого увлажнения на черноземе обыкновенном можно при орошении культуры, регулируя при этом режим минерального питания.
Литература
I. Лифаненкова Т.П. Изменение продуктивности зарнотравянопропашного севооборота в зависимости от системы удобрения//3емледелие, 2012. - № I. -С. 14-17.
2. Лифаненкова Т.П., Бижоев Р.В. Свойства орошаемого чернозема обыкновенного карбонатного при биологиза-ции приемов воспроизводства плодоро-дия//3емледелие, 2012. - № 6. - С. 24-26.
3. Кружилин И.П. Режим орошения и водопотребление подсолнечника при квадратно-гнездовом посеве в условиях Ростовской области: Авт. дисс. ... канд. с.-х. наук. - Краснодар, 1962. - 20 с.
4. Энеев М.Д.. Удобрение и орошение подсолнечника на предкавказских карбонатных черноземах степной зоны Кабардино-Балкарской АССР: Авт. дисс. . канд. с.-х. наук. - Нальчик, 1975. - 26 с.
5. Хекилаев А.Б. Продуктивность культур звена полевого севооборота в зависимости от удобрений на каштановых почвах Республики Северная Осетия: Авт. дисс. ... канд. с.-х. наук. - Владикавказ, 1994. - 18 с.
6. Бижоев В.М. Обоснование оптимальной системы удобрения в зернопро-пашном севообороте на черноземе обыкновенном при орошении в степной зоне Центрального Предкавказья: Авт. дисс. . докт. с.-х. наук. - Владикавказ, 2006. - 50 с.
Статья поступила в редакцию 03.05.2013
Yield and water consumption of sunflower depending on irrigation and fertilizer systems
T.P. Lifanenkova, R.V. Bizhov
In short-term and long-term experiments were analyzed changes of yield and water consumption of sunflower depending on fertilizer systems, crop density in rainfed and irrigated crop rotations.
Keywords: yield, sunflower, plant density, fertilizer systems, crop rotation, irrigation, water consumption.
