CC BY
0
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
&-
СЫ: 10.24412/0044-3913-2025-1 -24-29 УДК:632.11:631.51:631.559:633.16
Влияние метеоусловий, основной обработки темно-серой лесной почвы на урожайность ячменя в Северном Зауралье
Н. В. ПЕРФИЛЬЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: [email protected]) О. А. ВЬЮШИНА, научный сотрудник (e-mail: vyushina63@ mail.ru)
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северного Зауралья - филиал Федерального исследовательского центра Тюменского научного центра Сибирского отделения РАН, ул. Бурлаки, 2, пос. Московский, Тюменский р-н, Тюменская обл., 625501, Российская Федерация
Исследования проводили с целью установления влияния погодных условий Северного Зауралья на урожайность ячменя при применении различных систем основной обработки почвы. Работу проводили в стационарном полевом опыте в 2014-2023 гг. в зернопаровом севообороте (чистый пар, озимая рожь, яровая пшеница, яровая пшеница, яровой ячмень). Изучали следующие варианты систем обработки почвы с внесением удобрений и без их использования: отвальная (контроль), безотвальная, комбинированная, дифференцированная, плоскорезная, поверхностная. В благоприятные годы (ГТК=1,03...1,68) все системы обработки обеспечивали на фоне применения удобрений формирование высокой урожайности ячменя (3,15.4,40 т/га), без удобрений - низкой (1,23.2,73 т/га). В условиях засушливого вегетационного периода (ГТК=0,42...0,89) сбор зерна уменьшался относительно благоприятных лет на 67.69 %. Дефицит осадков в июне-июле (24 % от климатической нормы) приводил к снижению урожайности, в сравнении с годами щ с благоприятным увлажнением в этот пе-О риод, на 23,8.36,7%. При возделывании ^ в благоприятных и засушливых условиях ^ системы обработки почвы с элементами Z минимизации (безотвальная, плоскорез-ие ная, поверхностная) независимо от фона ел удобренности способствовали сокраще-Ч нию сбора зерна ячменя на 0,14.0,48 т/ ё га относительно контроля. При комбини-2 рованной системе он находился на близ-СО ком к варианту со вспашкой уровне.
При избыточном увлажнении (ГТК=1,53) в ресурсосберегающих системах (комбинированной, дифференцированной, плоскорезной, поверхностной) урожайность ячменя не уступала варианту со вспашкой на обоих фонах. Системы обработки почвы с элементами минимизации (комбинированная, плоскорезная, дифференцированная) способствовали повышению урожайности ячменя, в сравнении с отвальной системой обработки, на 0,38.0,59 т/га в условиях низкого запаса продуктивной влаги перед обработкой в слое 0.30 см (23.31 % от НВ) и недостаточного его пополнения осенне-зимними осадками (72 % от нормы).
Ключевые слова: обработка почвы; метеоусловия; осадки; запасы влаги; урожайность.
Для цитирования: Перфильев Н. В., Вьюшина О. А. Влияние метеоусловий, основной обработки темно-серой лесной почвы на урожайность ячменя в Северном Зауралье //Земледелие. 2025. № 1. С. 24-29. бо. 10.24412/0044-3913-2025-1-24-29.
Одним из важных факторов, определяющих уровень продуктивности сельскохозяйственных растений, служат условия погоды. Атмосферные осадки, температура воздуха и почвы существенно влияют в течение отдельных периодов вегетации, на трансформацию питательных веществ в почве, обмен веществ в растениях и на эффективность применения удобрений. Влагообеспеченность культур напрямую зависит от запасов влаги, накопленных в осенне-зимний период. Чем больше влаги было в почве в предшествующем году и чем меньше растрачено весной, тем в меньшей степени зависит величина урожая от количества выпадающих осадков [1, 2].
Осадки летнего периода, наряду с осенне-зимними запасами влаги в почве, - одно из решающих условий формирования урожая. Потенциал атмосферной и почвенной влаги следует использовать для выращивания зерновых культур с учетом правильного подбора адаптивной, оптимальной обработки почвы от традиционной вспашки до нулевой, где особое значение в эффективном использовании
атмосферных осадков приобретает чередование культур в севооборотах [3, 4, 5].
Ячмень (Hordeum vulgare L.) - четвертая по значимости зерновая культура в мире. Он наиболее подвержен стрессу, связанному с переувлажнением, вызывающим недостаток кислорода в корнях растений, чем другие злаки. Это отрицательно влияет на рост растений, в результате наблюдают уменьшения побегов, количества и массы семян, что приводит к потерям урожая зерна, которые варьируются от 10 % до более чем 50 %. Для сельскохозяйственных культур важно время выпадения осадков, поскольку на разных стадиях развития потребности растений в условиях увлажнения отличаются. Для ячменя минимальный уровень влаги, необходимый во время вегетативного роста, составляет не менее 100 мм. Однако, это количество варьирует в зависимости от сорта, климатических и почвенных особенностей зоны возделывания [6, 7].
В условиях неустойчивого увлажнения вегетационного периода в северной лесостепи Северного Зауралья урожайность, а также возможности эффективного применения средств интенсификации производства, в значительной степени зависят от количества влаги в почве. Потребность в ее максимальном накоплении и сохранении в осенне-зимний период объясняется характерной особенностью баланса накопления и расхода влаги. При высокой вероятности майско-июньской засухи в виде осадков (в 38...41 % лет), около третьей части суммарного расхода влаги за вегетацию приходится на ее начальную стадию (посев-кущение) с отрицательным балансом поступления в виде осадков (31.43 % от общего водопотребления).
В этот период почвенные запасы влаги служат одним из основных лимитирующих факторов формирования урожая [8]. При этом, в системе агротехнологий, направленных на накопление и сохранение влаги, обработке почвы отводится особое место, как важнейшему и реальному пути воздействия на ее агрофизические свойства.
Для получения стабильно высокой урожайности зерновых культур в Северном Зауралье недостаточно изучено влияние метеорологических условий на формирование условий влагообеспеченности посевов, урожайность сельскохозяйственных культур, в особенности при использовании различных систем основной обработки.
Система обработки почвы Благоприятные Засушливые Влажные
2014 2015 2017 2018 2022 2016 2020 2021 2023 2019
б/у 1 с/у б/И с/у б/у 1 с/у б/у 1 с/у б/И с/у б/у 1 с/у б/у 1 с/у б/И с/у б/у 1 с/у б/у 1
Отвальная 3,04 3,82 2,30 4,60 1,98 3,67 1,59 2,48 2,78 4,07 2,78 3,42 1,20 2,65 1,74 2,08 1,86 2,65 2,39 3,43
Безотвальная 3,17 4,06 1,57 3,41 1,91 3,46 1,46 2,78 1,23 3,14 2,74 3,39 1,12 2,62 1,05 2,27 1,01 1,85 2,26 3,27
Комбинированная 3,17 4,39 1,79 4,37 2,00 3,52 1,39 2,56 2,66 3,82 2,71 3,40 1,00 2,67 1,27 2,17 1,89 2,60 2,51 3,45
Дифференцированная 3,06 4,20 1,69 3,85 2,06 3,28 1,92 2,58 1,48 3,59 2,70 3,15 1,02 2,14 1,24 2,01 1,74 2,32 2,04 3,46
Плоскорезная 3,06 4,41 1,98 3,99 2,27 3,50 1,38 2,40 1,77 3,20 2,84 3,45 1,23 2,21 1,22 2,11 0,97 1,51 2,49 3,52
Поверхностная 3,05 3,74 1,43 3,93 2,17 3,28 1,40 2,58 1,67 3,15 2,34 3,23 1,06 2,38 1,42 2,05 1,46 2,40 2,73 3,50
НСР05 0,12 0,43 0,35 0,57 2,21 3,30 0,24 0,58 0,53 1,21 0,92 1,34 0,20 0,27 0,42 0,37 0,47 0,54 0,51 0,46
Цель исследований - установить влияние погодных условий на урожайность ячменя при применении различных по интенсивности систем основной обработки почвы в условиях Северного Зауралья для возможности прогноза их эффективности в зависимости от метеоусловий.
Исследования выполнены в 2014-2023 гг. в длительном стационарном полевом опыте, заложенном в НИИСХ Северного Зауралья - филиале ТюмНЦ СО РАН на темно-серой лесной тяжелосуглинистой почве. Координаты расположения опыта: 57°09' северной широты, 65°32' восточной долготы, высота над уровнем моря - 60 м.
Гумусовый слой почвы опыта составлял 25...27 см, содержание гумуса - 4,2.5,0 %, рН сол. - 6,0.6,4, сумма поглощенных оснований -18,6.25,6 мг-экв./100 г почвы. Содержание подвижного Р2О5 в 0.20 см слое почвы - 14,7 мг/100 г почвы, К2О - 15,5 мг/100 г почвы, определяемых по Чирикову, соответствовало средней и высокой степени обеспеченности ими пахотного слоя почвы.
Повторность опыта трехкратная, размещение делянок рендомизиро-ванное. Площадь делянок составляла 350.380 м2, учетная - 100 м2. В опыте изучали варианты обработки почвы на фоне применения удобрений и без их внесения: отвальная - вспашка (Лемкен) на 20.22 см (контроль); безотвальная - рыхление плугом со стойками СибИМЭ на 20.22 см; комбинированная - чередование вспашки и безотвального рыхления на 20.22 см; дифференцированная - в пару и после озимой ржи - культивация культиватором Смарагд-6 на 12.14 см, вспашка на 20.22 см под яровую пшеницу второго года, под яровой ячмень и после него - дискование дисковой бороной БДТ-2,5 на 10.12 см; плоскорезная -обработка культиватором Смарагд-6
на 12.14 см; поверхностная - дискование на 10.12 см.
Влияние систем обработки почвы и метеорологических условий на урожайность определяли в посевах ячменя в течение 6.7 ротаций полевого севооборота: чистый пар - озимая рожь - яровая пшеница - яровая пшеница - яровой ячмень.
Озимую рожь высевали в 3-й декаде августа, яровые культуры - во второй декаде мая зерновой сеялкой СЗП-3,6 с последующим прикатыва-нием (ЗККШ-6). Норма высева ячменя - 5 млн всхожих семян на гектар. Предпосевная обработка составляла: ранневесеннее боронование на глубину 5.6 см зубовыми боронами; на фоне с применением минеральных удобрений во всех вариантах обработки почвы диамофоску вносили общим фоном под все культуры севооборота в дозе Ы40Р40К40 из расчета на получение -4,0 т/га зерна; непосредственно перед посевом осуществляли культивацию на глубину 6.7 см. В фазе кущения ярового ячменя посевы обрабатывали смесью гербицидов: от противозлаковых сорняков - Авантикс Экстра, КЭ 0,9 л/га; от противодвудольных - Статус Гранд, ВДГ 0,3.0,4 кг/га.
Запасы продуктивной влаги определяли в метровом слое почвы через каждые 10 см в 6-ти кратной повтор-ности термостатно-весовым методом во всех вариантах обработки с применением удобрений. Уборку и учет урожая в фазе полной спелости выполняли комбайном «Тетоп БЯЮЮ» с одновременным измельчением соломы.
При анализе метеорологических параметров (осадки, температура различных периодов вегетации) использовали данные гидрометеорологической станции Тюмень. Наблюдения, учеты, расчеты по полученным данным, их статистическая обработка выполнены по общепринятым мето-
дикам (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с., Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере. Краснообск: ГУП РПО СО РАСХН, 2004. 162 с., Ка-чинский Н. А. Физика почв М.: Высшая школа. 1965. 324 с.).
Для определения влияния погодных условий на урожайность годы исследований сгруппировали в зависимости от обеспеченности осадками и теплом по гидротермическому коэффициенту Т. Г Селянинова (ГТК) вегетационных периодов. В годы с благоприятными условиями (2014 г, 2015 г, 2017 г, 2018 г, 2022 г) эти показатели были близки к средне-климатическим. Количество осадков вегетационного периода составляло 88.106 % от нормы, а ГТК - 80.130 % (1,03.1,68). В засушливые годы (2016 г, 2020 г, 2021 г, 2023 г) осадки вегетационного периода не превышали 42.72 %, а ГТК - 32.69 % (0,42.0,89), по отношению к средне-многолетнему показателю. Во влажном 2019 г отмечали высокую обеспеченность вегетационного периода осадками - 118 % к норме с умеренной обеспеченностью теплом - ГТК составил 1,53.
В благоприятные по обеспеченности осадками вегетационных периодов годы на общем фоне с применением удобрений в течение 4-х лет во всех вариантах систем обработки почвы сформирована высокая урожайность ячменя (3,14.4,40 т/га) и только в 2018 г её уровень несколько снижен - 2,40.2,78 т/га (табл. 1).
Этому способствовала достаточная влажность 0.100 см слоя почвы в период посев-кущение - 63.86 % отНВ. К тому же увлажненность вегетационного периода составила 88.108 % от среднегодового, а количество осадков июня-июля - 84.143 % от нормы, что имело важное значение в формировании высокой урожайности (табл. 2). Исключением
2. Условия обеспеченности запасами влаги и осадками вегетационного периода в годы исследований
Ы (D 3 ь
(D
д
(D Ь 5
(D
М О м сл
Показатель Слой почвы, см 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г. 2021 г. 2022 г. 2023 г
Запасы продуктивной влаги в период посев-всходы, % от НВ 0.30 0.100 39.63 41.56 20.30 58.87 57.80 64.79 66.78 96.106 82.93 68.82 63.75 112.125 72.77 95.118 31.50 59.74 78.89 39.44 104.108 32.62
Запасы продуктивной влаги 0.30 40.55 49.57 26.34 28.49 60.84 55.60 49.66 30.40 37.55 14.31
в период кущения, % от НВ 0.100 63.84 48.63 67.79 82.88 104.123 70.78 82.118 50.60 77.86 20.60
Сумма осадков вегетационного периода, % к среднемноголетнему 106 93,6 52,9 92,8 107,7 118,5 72,2 42,2 87,8 70,5
Сумма осадков за июнь-июль (кущение-выход в трубку), % к среднемноголетнему 96,0 143,0 42,7 109,8 76,5 127,8 58,0 48,9 84,4 95,2
ГТК вегетационного периода, % к среднемноголетнему 80,0 91,0 34,0 104,0 130,0 119,0 69,0 32,0 104,0 57,0
Рис. 1. Влияние осадков вразные периоды вегетации наурожайностъ ячменя при отвальной системе обработки: Ш—урожайностъячменя (без удобрений), т/га; Ш—урожайностъячменя (судобрениями), т/га; ■ - осадки за вегетацию, мм; ■ -осадки -июнь-июль, мм;Щ-осадки среднемноголетние за вегетацию, мм.
был 2015 г, когда влажность метрового слоя варьировала в пределах 48.64 % от НВ, однако осадки в июне-июле (143 % к среднеклиматиче-ской норме) нивелировали недостаток влаги.
Важное значение осадков периода июнь-июль и влияние их на продуктивность культуры подтверждают данные урожайности, достигнутые в 2018 г В этот год складывались благоприятные условия и предпосылки для формирования высокой урожайности: запасы влаги в период посева и кущения на уровне оптимальных и высоких значений (60.123 % от НВ); величина осадков в целом за вегетационный период близка к среднемно-голетнему показателю; сумма эффективных температур - 97 % от нормы. Однако, при этом урожайность ячменя в изучаемых вариантах систем обработки на удобренном фоне уступала урожайности, полученной в другие благоприятные годы. Снижение сбора зерна в 2018 г относительно оптимальных по увлажнению в июне-июле лет составило 0,75.1,61 т/га или 23,8.36,7 %. (см. табл. 1). Влияние
осадков в разные периоды вегетации на урожайность ячменя, например, в контрольном варианте отвальной системы обработки (рис. 1) при положительных прогнозах по обеспеченности почвенной влагой в 2018 г (запасы продуктивной влаги в период посев-всходы 82.93 % от НВ, осадки за вегетационный период 107 % к среднеклиматической норме) не были реализованы урожаем в основном из-за их недостатка в критический для культуры период - фаза кущение - выход в трубку, когда сумма осадков составляла всего 76,5 % от нормы. Выявлена корреляционная зависимость урожайности от количества осадков в этот период умеренной степени (г=0,46).
На фоне без удобрений в годы, близкие к среднемноголетним по условиям обеспеченности почвенной влагой, достигнута урожайность ячменя низкого уровня (1,23.2,60 т/га). Лишь в 2014 г. наблюдали достаточно высокий уровень сборазерна на фоне без удобрений - 3,04.3,17 т/га. Это объясняется тем, что наряду с благоприятными условиями увлажнения
почвы отмечали, в сравнении с другими годами, более высокую сумму эффективных температур, составлявшую 119 % к среднемноголетней. При этом гидротермический режим (ГТК=1,03) способствовал активизации нитрификационных процессов в почве, улучшению условий азотного питания [9].
Кроме того, отметим, что вегетационный период предыдущего года (2013 г.) был засушливым, с обеспеченностью осадками 65 % и ГТК=74 % от среднемноголетнего, поэтому питательные вещества почвы не были использованы в полной мере предыдущей культурой.
В благоприятные по метеоусловиям годы выявлены особенности влияния обработки почвы на урожайность ячменя, связанные с изменениями погодных условий. В 2014 г. при высокой урожайности ячменя на фоне без удобрений все изучаемые ресурсосберегающие системы обеспечивали её на уровне контроля, а на фоне с удобрениями способствовали формированию прибавки 0,08.0,59 т/га относительно отвальной системы обработки. При этом в вариантах комбинированной, плоскорезной идиф-ференцированной систем обработки урожайность превышала контроль на 0,38.0,59 т/га, достигая уровня 4,20.4,41 т/га (см. табл. 1). В этих вариантах опыта почва с осени перед основной обработкой имела низкие запасы влаги в слое 0.30 см - 23.31 % от НВ, в слое 0.100 см - 27.59 % от НВ, в зимний период выпало всего 72 % осадков от среднемноголетней нормы (см. табл. 2). Однако, несмотря на это, ресурсосберегающие системы обеспечивали более качественное крошение почвы, что предотвращало потери влаги на испарение в условиях слабого пополнения осенне-зимними осадками, что в конечном итоге положительно сказалось на уровне урожайности.
Близкая к контрольному варианту отвальной системы обработки урожайность ячменя при ресурсосберегающих системах отмечена также на удобренном фоне в 2018 г. В этот год к периоду посева-всходов, ку-
3. Запасы влаги в период посев-всходы в зависимости от системы основной обработки почвы
и метеорологических условий, (мм)
■л сч о
СЧ
Ф ^
Ф
4
ф
^
5
Ф
СО
Система обработки Слой почвы Благоприятные Засушливые Влажные
см 2014 г.| 2015 г.| 2017 г.|2018 г. 2022 г. среднее 2016 г.| 2020 г.| 2021 г. 2023 г. среднее 2019 г.
Отвальная (контроль) 0.30 38,7 30,6 35,6 53 54,8 42,5 12,4 39,1 31 23,9 26,6 43,7
0.100 113,6 118,1 143,6 172,3 162,4 142,0 105,9 148,1 110,4 93,4 114,5 113,8
Безотвальная 0.30 30,2 34,5 41,7 55,4 48,7 42,1 15,6 46,1 18,9 23,4 26,0 41,9
0.100 119,7 101,6 141,7 188,2 164,5 143,1 102,5 159,2 88,8 52,2 100,6 113,1
Комбинированная 0.30 27,9 36,2 37,5 57,5 48,3 41,5 15,3 46,8 21 27,4 27,6 50,3
0.100 116 109,6 159,3 188,1 156,1 145,8 99,2 142,2 108,8 119,1 117,3 115,5
Дифференцированная 0.30 24,3 32,1 53,8 50,6 54,5 43,1 18,6 40,0 19,5 25,9 26,0 46
0.100 85,9 95,9 159 175,8 161,6 135,6 108,1 171,1 103,1 91,6 118,4 124,3
Поверхностная 0.30 28,8 25,4 38,8 56,9 49,8 39,9 18,6 46 27,6 25,1 29,3 38,1
0.100 115 109 158,4 187,3 147,9 143,5 116,5 164,6 99 78,7 114,7 108,7
Плоскорезная 0.30 29,8 28,5 46,6 55,6 50 42,1 17,1 40,2 18,9 27,4 25,9 42,2
0.100 98,7 112,4 149,7 168,2 160,2 137,8 100,8 177 88,8 48,5 103,7 109,6
НСР05 0.30 7,3 5,1 6,7 4,0 4,7 2,5 5,3 4,4 3,8 3,5 2,8 4,4
0.100 8,4 6,3 6,0 12,1 6,4 3,7 7,5 17,0 7,5 14,4 8,4 5,8
Рис. 2. Урожайностъячменя взависимости от системы основной обработки почвы вусловияхразличной обеспеченности влагой и теплом (2014—2023 гг., НСРд5 по фактору А (обработка почвы) - 0,09; по фактору В (удобрения) - 0,03; по фактору С (метеоусловия) - 2,41; по взаимодействию факторов:АВ- 0,84; АС — 1,16; ВС-0,88, НСРдлячастныхсредних-2,60),т/га: Ш—отеалъная; Ш-безотвалъная; ■ —комбинированная; Щ-дифференцированная; Щ-плоскорезная; Щ-поверхностная.
щения, при благоприятных почвенных запасах влаги (82.90 % от НВ в слое 0.30 см и 112.125 % от НВ в 0.100 см слое) ресурсосберегающие системы обработки способствовали некоторому увеличению их количества в верхнем 0.30 см слое - на 2,5.5,5 мм относительно контроля. В слое почвы 0.100 см запасы влаги в этих вариантах возрастали, в сравнении со вспашкой, на 3,5.15,9 мм, за исключением варианта плоскорезной системы обработки (табл. 3). Это объясняется тем, что почва к осени предыдущего года перед обработкой была хорошо увлажнена, а количество выпавших осадков в осенне-зимний период составляло 101 % к среднемноголетней величине.
Понижение урожайности в этот год, вероятно, фиксировали из-за недостатка осадков в июне-июле (см. табл. 2). В остальные наблюдаемые 3 года из 5 лет с благоприятными метеоусловиями вегетационного периода (2015, 2017, 2022 гг.) урожайность ячменя в ресурсосберегающих системах обработки при относительно высоком уровне урожайности на фоне с удобрениями (3,14.3,99 т/га) и низком её уровне без применения удобрений (1,43.2,66 т/га) уступала варианту отвальной системы обработки на 0,15.0,92 т/га.
Характерной особенностью этих 3-х лет было то, что с осени предыдущего года перед проведением обработки запасы влаги в слое 0.100 см составляли всего 37.53 % - в 2015 г, 29.48 % -в 2017 г и 21.27 % от НВ - в 2022 гг. Вместе с тем, за осенне-зимне-весенний период выпадало достаточное количество осадков, близкое к среднемноголетнему - 85.99 %. Поэтому почва к периоду посева-всходов имела близкие к оптимальным значениям условия увлажнения в 2015 г -64.79 % от НВ, или высокие в 2017 и 2022 гг.- 96.108 % (см. табл. 3.). Довольно тесная связь запасов почвенной влаги в весенний период с количеством выпавших в осенне-зимний период осадков подтверждена корреляционным анализом - г=0,64.
В 2015 г. в вариантах ресурсосберегающих систем обработки количество накопленной влаги периода посева-всходы снижалось относительно отвальной системы обработки на 5,7.16,5 мм, а в 2017 и 2022 гг при высоких весенних запасах (96.108 % от НВ) способ обработки не оказывал влияния на уровень обеспеченности почвы влагой.
В дальнейшем, в течение вегетационного периода в эти годы выпадало осадков по количеству близкое к сред-неклиматической норме - 84.94 % с благоприятным их распределением по месяцам. Так, в июне-июле выпадало 84.143 % к среднемноголетней норме. Гидротермический коэффи-
циент Селянинова за вегетационный период был также близок к средне-многолетнему показателю (91.109%), что способствовало хорошей обеспеченности посевов влагой и формированию высокой урожайности ячменя.
В среднем за годы с благоприятными условиями вегетационного периода ресурсосберегающие системы обработки способствовали снижению урожайности зерна ячменя относительно вспашки: на фоне без удобрений -на 0,14.0,40 т/га, на фоне с применением удобрений - на 0,23.0,40 т/га. Исключение составил вариант комбинированной системы обработки с чередованием в севообороте вспашки и безотвального рыхления на 20.22 см, который обеспечивал равную контролю урожайность ячменя (рис. 2).
В годы с засушливым вегетационным периодом на фоне с применением удобрений только в 2016 г. достигнута высокая урожайность ячменя - 3,15.3,42 т/га, на фоне без удобрений она варьировала в пределах 2,34.2,84 т/га. В этом году
на обоих фонах удобренности сбор зерна ячменя в изучаемых вариантах систем обработки почвы не имел существенных различий. В остальные годы (2020 г, 2021 г., 2023 г) в результате недостатка влаги (ГТК - 32.69 % от среднемноголетнего) при возделывании ячменя без удобрений фиксировали низкую урожайность -0,97.1,42 т/га, на фоне применения удобрений - выше на 0,59.1,65 т/га. Снижение урожайности в засушливые годы, в сравнении с группой благоприятных лет, составило 67.69 %.
В большинстве лет ресурсосберегающие системы с применением глубоких безотвальных обработок на 20.22 см (безотвальная, комби- 3 нированная), как правило, способ- | ствовали формированию урожайности л ячменя на уровне варианта со вспаш- д кой, что объясняется созданием здесь Л близких к контролю условий агрофизи- е ческого состояния почвы в весенний 2 период. Системы обработки с боль- ю шим уровнем минимизации, с при- м менением преимущественно мелких о обработок в севообороте (поверх- 5
ностная, плоскорезная, дифференцированная) в засушливых условиях приводили к уменьшению урожайности ячменя на фоне без удобрений - на 0,08.0,89 т/га относительно контроля, на фоне внесения удобрений - на 1,14 т/га.
Это происходило, вероятно, из-за неблагоприятных условий для усвоения осенне-зимних осадков в указанных вариантах систем обработки. Так, весной 2023 г. запасы влаги в период посев-всходы были здесь ниже на 14,7.44,9 мм (на 16.48 %), чем при отвальной системе обработки. Это стало результатом более значительного уплотнения почвы при данных обработках, особенно слоя почвы 10.30 см [10].
В среднем за годы с засушливым вегетационным периодом ресурсосберегающие системы обработки снижали урожайность ячменя на фоне без удобрений на 0,18.0,41 т/га, на фоне с удобрениями на 0,17.0,38 т/га (см. рис. 2). При этом комбинированная система обработки, как и в благоприятные годы, на фоне с применением удобрений обеспечивала формирование урожайности ячменя равной контрольному варианту.
В условиях с избыточным увлажнением вегетационного периода (2019 г.), в котором выпало за вегетационный период 118% отсреднемно-голетней нормы осадков, в том числе в июне-июле 128 %, сбор зерна ячменя на не удобренном фоне достигал 2,04.2,73 т/га, на фоне с внесением удобрений - 3,27.3,52 т/га, что существенно - на 0,54.1,48 т/га при НСР фактор в = 0,03 т/га (или на 27.60 %) выше, чем без удобрений. Системы обработки при этом оказывали равноценное влияние на формирование урожая ячменя вследствие выравненных по вариантам запасов влаги в почве к весне.
В дальнейшем в процессе вегетации культуры происходила компенсация атмосферными осадками расхода влаги на испарение при умеренной температуре воздуха. Складывалось благоприятное соотношение обеспеченности осадками и температуры. Гидротермический коэффициент Се-лянинова составлял 1,53.
Следовательно, в большую часть лет - 9 из 10-ти (в среднем за благоприятные и засушливые годы) ресурсосберегающие системы обработки(кроме комбинированной) способствовали ю снижению относительно вспашки уро-о жайности ячменя на фоне без удобре-сч ний на0,14.0,48т/га, нафонесудо-^ брениями на 0,18.0,40 т/га. Только г в год с избыточным увлажнением си-| стемы обработки с элементами мини-^ мизации обеспечивали получение урожайности ячменя практически равной ® контрольному варианту.
В среднем за 10-ти летний период М наблюдений урожайность по ресур-
сосберегающим системам отмечена меньше, чем в контроле, на фоне без удобрений - на 0,12.0,41 т/га зерна, на фоне М40Р40К40 - на 0,22.0,61 т/га. При этом, наиболее близкая, практически равная контролю величина урожайности достигнута при комбинированной системе обработки (см. рис. 2).
Таким образом, в годы с благоприятными метеоусловиями по обеспеченности осадками и теплом (ГТК=1,03.1,68), изучаемые системы обработки почвы в технологиях возделывания на фоне применения удобрений обеспечивали высокую продуктивность ячменя (3,15.4,40 т/га), без удобрений - низкую (1,23.2,73 т/га). В условиях засушливого вегетационного периода (ГТК=0,42.0,89) урожайность снижалась относительно благоприятных лет на 67.69 %.
Установлена корреляционная связь умеренной силы (г=0,46) между размерами урожая и количеством осадков в июне-июле, снижение которых на 24 % даже при благоприятных условиях увлажнения в целом за вегетацию ведет к уменьшению урожайности на 23,8.36,7 %, в сравнении с обеспеченностью осадками июня-июля на среднемноголетнем уровне.
В годы с благоприятными и засушливыми условиями вегетационного периода системы обработки почвы с элементами минимизации (безотвальная, плоскорезная, поверхностная) способствовали снижению сбора зерна ячменя на 0,14.0,48 т/га относительно вспашки. Комбинированная система обработки в этих условиях обеспечивала урожайность, равную варианту с отвальной системой.
В условиях избыточного увлажнения (ГТК=1,53) при возделывании культуры по ресурсосберегающим системам обработки (комбинированной, дифференцированной, плоскорезной, поверхностной) сбор зерна ячменя не уступал отвальной системе. При низких запасах продуктивной влаги перед обработкой почвы в слое 0.30 см (23.31 % от НВ) и недостаточном её накоплении в осенне-зимний период (осадки 72 % от среднеклиматической нормы) системы обработки с элементами минимизации (комбинированная, плоскорезная, дифференцированная) способствовали росту урожайности ячменя на 0,38.0,59 т/га.
Финансирование работы
Исследование выполнено научно-исследовательским институтом сельского хозяйства Северного Зауралья ТюмНЦ СО РАН в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (FWRZ-2021-0015).
Конфликт интересов
Авторы работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
Литература
1. Митрофанов Д. В. Влияние погодных условий, основной обработки почвы, продуктивной влаги и питательных веществ на урожайность зерновых культур // Аграрный вестник Урала. 2023. № 08(237). С. 12-22. doi: 10.32417/1997-4868-2023-23708-12-23.
2. Лазарев В.И., Никитина О. В. Влияние элементов технологий возделывания яровой пшеницы на влагообеспечен-ность посевов в условиях черноземных почв Курской области // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 9. С. 21-28.
3. Болдырь Д. А., Селиванова В. Ю. Основная обработка почвы и эффективность использования атмосферных осадков яровыми культурами в Нижнем Поволжье // Научно-агрономический журнал. 2017. № 1(100). С. 22-24.
4. Камалеев Р.Д., Гречишкина О. С. Зависимость урожайности ярового ячменя от метеорологических условий в центральной зоне Оренбургской области // Известия Нижневолжского Агроунивер-ситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 2(70). С. 161-167. doi: 10.32786/20719485-2023-02-18.
5. Дудкина Т. А. Влияние различных севооборотов, доз минеральных удобрений и погодных условий на урожай и качество зерна озимой пшеницы в центральном Черноземье // Таврический вестник аграрной науки. 2022. № 1(29). С. 30-40.
6. Impact of excess moisture due to precipitation on barley grain yield in the Canadian Prairies / A. Borrego-Benjumea, A. Carter, J. Glenn Aaron, et al. // Canadian Journal of Plant Science. 2018. Vol. 99(1). Р. 93-96. doi: 10.1139/cjps-2018-0108.
7. Агрофизические, водно-физические факторы и погодные условия, определяющие урожайность зерна ячменя на темно-каштановой почве Заволжья / А. П. Солодовников, А. С. Линьков, С. А. Пре-ймак и др. // Аграрный научный журнал.
2022. № 8. С. 29-32. doi:10.28983/asj. y2022i8pp29-32.
8. Перфильев Н.В., Вьюшина О. А. Влияние систем обработки почвы на запасы влаги, водопотребление и урожайность ячменя // Вестник КрасГА У. 2024. № 9(210). С. 36-43. doi: 10.36718/1819-40362024-9-36-43.
9. Пасынков А. В., Пасынкова Е. Н. Урожайность зерна ячменя и ее зависимость от минерального питания и гидротермических условий в период вегетации // Агрохимический вестник. 2019. № 2. С. 33-38.
10. Перфильев Н.В., Вьюшина О. А. Влияние систем обработки на агрофизические параметры темно-серой лесной почвы в Северном Зауралье // Земледелие.
2023. № 1. С. 27-31. doi: 10.24412/00443913-2023-1-27-31.
The influence of meteorological conditions,
primary cultivation of dark grey forest soil on barley yield in the Northern Trans-Urals
N. V. Perfilyev, O. A. Vyushina
Scientific Research Institute of Agriculture for Northern Trans-Ural Region - Branch of Federal Research Centre Tyumen Scientific Centre of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, ul. Burlaki, 2, pos. Moskovskij, Tyumenskij r-n, Tyumenskaja obl., 625501, Russian Federation
Abstract. The study aimed to determine the effect of weather conditions in the Northern Trans-Urals on barley yields using various primary tillage systems. The work was carried out in a stationary field experiment in 2014-2023 in a grain-fallow crop rotation (black fallow, winter rye, spring wheat, spring wheat, spring barley). The following soil cultivation systems with and without fertilizers were studied: mouldboard (control), non-mouldboard, combined, differentiated, flat-cut, and surface. In favourable years (GTC=1.03-1.68), all cultivation systems ensured high barley yields (3.154.40 t/ha) with the use of fertilizers, and low yields (1.23-2.73 t/ha) without fertilizers. Under conditions of a dry vegetation period (HTC=0.42-0.89), grain harvest decreased by 67-69 % relative to favourable years. Precipitation deficit in June-July (24 % of the climatic norm) resulted in a decrease in yield by 23.8-36.7 % compared to years with favourable moisture during this period. When cultivating in favourable and dry conditions, soil cultivation systems with elements of minimization (no-till, flat-cut, surface) regardless of the fertilization background contributed to a decrease in barley grain harvest by 0.14-0.48 t/ha relative to the control. With a combined system, it was at a level close to the variant with ploughing. With excessive moisture (HTC=1.53) and resource-saving tillage systems (combined, differentiated, flat-cut, surface), barley yield was not inferior to the ploughing variant on both backgrounds. Tillage systems with elements of minimization (combined, flat-cut, differentiated) contributed to an increase in barley yield, in comparison with the mould-board tillage system, by 0.38-0.59 t/ha under conditions of low productive moisture reserves before tillage in the 0-30 cm layer and its insufficient replenishment by autumn-winter precipitation (72 % of the norm).
Keywords: tillage; weather conditions; precipitation; moisture reserves; yield.
Author Details: N. V. Perfilyev, D. Sc. (Agr.), chief research fellow (e-mail: [email protected]); O. A. Vyushina, research fellow (e-mail: [email protected]).
For citation: Perfilyev NV, Vyushina OA [The influence of meteorological conditions, primary cultivation of dark grey forest soil on barley yield in the Northern TransUrals]. Zemledelie. 2025;(1):24-29. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2025-1-24-29. ■
Сок 10.24412/0044-3913-2025-1-29-34 УДК 631.51.01: 633.11
Влияние технологий возделывания на продуктивность озимой пшеницы в условиях Курской области
А. Н. МОРОЗОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: [email protected]) Д. В. ДУБОВИК, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник Е. В. ДУБОВИК, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник П. П. ДУРАКОВ, аспирант Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б,Курск, 305021, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения влияния технологий с разным уровнем минимизации основной обработки почвы на влагообеспеченность, засоренность посевов и показатели продуктивности озимой пшеницы. Работу выполняли в почвенно-климатических условиях Курской области в 2022-2024 гг. Изучали варианты технологий: традиционная (вспашка на 20...22 см с основным внесением Nt7P45K45); дифференцированная (чизелевание на 20.22 см с основным внесением Nt7P45K45); минимальная (дискование до 8 см с основным внесением Nt7P45K45); прямой посев с дробным внесением удобрений (основное N7Pt9Kt9 и припосевное Nt0P26K26). Выращивали сорт озимой пшеницы Безостая 100, предшественник - горох. В среднем за годы опыта в период весеннего возобновления вегетации культуры запасы продуктивной влаги в слое почвы 0.20 см при прямом посеве были отмечены, чем в других вариантах, на 2,9.3,3 мм, в метровом слое -на 9,9.10,3 мм, содержание белка в выращенном зерне больше на 0,3.0,9 %, клейковины - на 0,9.2,3 %. Возделывание озимой пшеницы по традиционной технологии обеспечивало, в сравнении с другими, снижение количества сорняков в посевах в период весеннего кущения в 1,7.4,5 раза и их воздушно-сухой массы - в 2,2.6,1 раза, перед уборкой урожая - в 1,9.6,7 и 1,2.2,9 раза соответственно. Дифференцированная технология способствовала формированию наибольшей урожайности (6,85 т/га) и сбора крахмала с урожаем (3998 кг/га). Использование традиционной и минимальной технологий, а также прямого посева приводило к сокращению урожайности относительно дифференцированной на 2,2.7,5 %, при этом со-
держание крахмала в зерне существенно снижалось только при прямом посеве (на 0,7 %). Максимальный в опыте сбор белка с урожаем озимой пшеницы отмечен при традиционной (688 кг/га) и дифференцированной (685 кг/га) технологиях, что выше, чем при минимальной, на 9,9.10,3 %, а по сравнению с прямым посевом - на 2,9.3,3 %.
Ключевые слова: озимая пшеница (ТгШсит аеэ^ит I.); технология; прямой посев; продуктивная влага; засоренность посевов; урожайность; продуктивность.
Для цитирования: Влияние технологий возделывания на продуктивность озимой пшеницы в условиях Курской области / А. Н. Морозов, Д. В. Дубовик, Е. В. Дубовик и др.// Земледелие. 2025. № 1. С. 29-34. doi: 10.24412/0044-3913-2025-1-29-34.
Озимая пшеница (ТгШсит aestivum L.) служит основной продовольственной и наиболее урожайной зерновой культурой, возделываемой в Курской области. На сегодняшний день главной задачей для сельскохозяйственного производства остается увеличение валовых сборов зерна и улучшение его качества в первую очередь путем повышения показателей продуктивности культуры. Её реализация предусматривает разработку и внедрение технологий возделывания озимой пшеницы, основанных на соответствии применяемых агротехнических приемов биологическим особенностям культуры и их адаптации конкретным почвен-но-климатическим условиям производства [1, 2].
В климатических условиях, характеризующихся потеплением и засушливостью климата [3, 4, 5], урожайность озимой пшеницы может быть ограничена низкими запасами продуктивной влаги в почве [6], а также снижением плодородия почв и ухудшением фитосанитарно-го состояния посевов в результате нарушений в технологии возделывания этой культуры [7, 8]. При этом ключевым элементом технологии возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе озимой пшеницы, позволяющим направленно воздействовать на условия роста и развития культур (в частности, на влагообеспеченность и фи-
со
(D 3 ь
(D д
(D Ь 5
(D
М О м сл
