Влияние предшественников и фона питания на урожайность яровой ТВЁРДОЙ пшеницы в засушливой степи Оренбургского Предуралья

Полный текст

В Российской Федерации Оренбургская область по посевной площади яровой твёрдой пшеницы занимает ведущее место. Яровая твёрдая пшеница очень требовательна к плодородию почвы и по урожайности уступает ранним яровым зерновым культурам. В последние годы недостаточное применение минеральных удобрений в связи с резким сокращением поголовья скота и, соответственно, выхода навоза, а также дороговизны, существенно сказывается на плодородии почвы [1, 2, 3, 4]. Многими исследователями установлен определённый предел насыщения севооборотов яровой твёрдой пшеницы, который составил 50 % в различных погодных условиях [5, 6, 7, 8, 9]. Авторами установлено, что основной причиной низкой эффективности применения удобрений под чёрный пар является избыточное накопление нитратного азота в отдельные годы, которое приводит к дисбалансу между азотом и фосфором и к снижению урожайности яровой твёрдой пшеницы [10]. В связи с этим впервые в засушливой степи Оренбургского Предуралья изучаются почвозащитный, сидеральный пары, двупольные беспаровые севообороты с яровой твёрдой пшеницей и бессменный её посев на двух фонах минерального питания. Цель исследований - повышение урожайности яровой пшеницы в засушливой степи Оренбургского Предуралья. Задача исследований - выявить влияние предшественника и фона питания на урожайность яровой твёрдой пшеницы за пять ротаций шестипольных, тридцать - двупольных севооборотов и при бессменном возделывании; оценить эффективность влияния предшественников и фона питания на урожайность яровой твёрдой пшеницы за тридцать лет. Материалы и методы исследований. Исследования велись в 1990-2019 гг. в «ОПХ им. Куйбышева» Оренбургского НИИСХ в системе многолетнего стационарного опыта по изучению полевых шестипольных, двупольных севооборотов и бессменных посевов сельскохозяйственных культур (рис. 1). Стационар по севооборотам и бессменным посевам сельскохозяйственных культур заложен в 1988 г. методом простых повторений в четырёхкратной повторности в пространстве с одновременным развертыванием на всех опытных полях. Почва опытного участка - чернозём южный карбонатный малогумусный тяжелосуглинистый, с содержанием гумуса в слое почвы 0-30 см - 3,2-4,0 %, подвижного фосфора - 1,5-2,5 мг, обменного калия - 30-38 мг на 100 г почвы. Схема опыта двухфакторная: A x B, где A - минеральные удобрения (нитроаммофоска, аммофоска, аммофос и нитрофосфат); B - предшественник (пар чёрный, пар почвозащитный, пар сидеральный, озимые культуры по чёрному пару, кукуруза на силос, горох и яровая твёрдая пшеница). Рис. 1. Вид стационарного опыта Основными предшественниками культуры в шестипольных севооборотах являются чёрные, почвозащитные, сидеральные пары. Яровая твёрдая пшеница возделывалась в двупольных беспаровых севооборотах по кукурузе на силос, гороху и бессменно. Исследования проводились на двух фонах питания. Под чёрный кулисный пар вносили P80K40 кг действующего вещества. В третьей декаде июня в пару (почвозащитный) высевали суданскую траву на зелёный корм. В качестве сидератов применяли в пару злаково-бобовую смесь (овёс и горох), которую запахивали во второй половине лета. Под непаровые предшественники на одной половине делянок поперек под основную обработку вносили N40P40 кг д.в. на 1 га, вторую половину делянок изучали без удобрений. Заделка минеральных удобрений осуществлялась в осенний период сеялкой СЗ-3,6 и плугом с предплужниками на глубину 25-27 см. Повторность полевого опыта - четырёхкратная. Размеры делянок (м) первого порядка - 14,4×90, второго - 7,2×90 и третьего - 3,6×90. Длина делянок удобренного фона - 30 м, неудобренного - 60 м. В первой и во второй декаде мая высеивали яровую твёрдую пшеницу (Харьковская 46, Оренбургская 10 и Оренбургская 21) с нормой высева - 4,0 млн шт. всхожих семян на гектар. Посев проводили дисковой сеялкой СЗП-3,6 и прикатывали катками 3ККШ-6. Урожайность зерна учитывали прямым комбайнированием селекционным комбайном «Сампо-500». Учётная площадь на удобренном фоне 60 м2, на неудобренном - 120 м2. Урожайные данные приводятся к 100% чистоте и 14% влажности зерна. Технология возделывания яровой твёрдой пшеницы, принятая для зоны исследования. Результаты исследований. Основными факторами, влияющим на урожайность яровой твёрдой пшеницы за годы исследований, являются погодные условия, вид предшественника и фон питания. Среднемноголетнее количество осадков по данным Оренбургского Гидрометцентра за сельскохозяйственный год составляет 367 мм, температура воздуха 3,6ºС, число дней с относительной влажностью 30 % и ниже - 54. За тридцать лет исследований эти показатели составили соответственно 377 мм, 5,7ºС и 63 дня. За годы исследований количество лет со слабой засушливостью (ГТК 1,0-1,3) составило всего 2 года, с умеренной (ГТК 0,7-1,0) - 7 лет, с очень сильной (ГТК 0,4-0,7) - 12 лет и с условиями пустыни (ГТК<0,4) - 10 лет. В целом за период исследований засушливость можно отнести к очень сильной. К крайне неблагоприятным за тридцать лет относились 1995, 1998, 2004, 2005, 2006, 2010 и 2014 годы, когда урожайность яровой твёрдой пшеницы составила менее 5,0 ц с 1 га. Максимальная урожайность культуры отмечена в 1993 и 1994 годах, соответственно, 40,0 и 40,7 ц с 1 га. Эффективность минеральных удобрений во многом зависела не только от погодных условий, но и от вида предшественника. Существенная прибавка зерна яровой твёрдой пшеницы от удобренного фона питания за тридцать лет по чёрному пару наблюдалась всего 6 лет, по почвозащитному - 10, по сидеральному - 8, после озимых - 12, после кукурузы и гороха соответственно 13 и 4 года, в бессменном посеве - 10 лет. Наибольшая прибавка зерна от удобренного фона питания наблюдалась после озимых - 6,4 ц с 1 га и кукурузы на силос - 7,3 ц. После предшествующего гороха произошло снижение урожайности на 6,2 ц с 1 га, что можно объяснить обогащением почвы биологическим азотом. Наибольшая отдача от удобрений после озимых культур и кукурузы на силос объясняется их высокой урожайностью в отдельные годы и большим выносом питательных веществ. Самые благоприятные погодные условия сложились в первой ротации севооборотов, только один год был резко засушливым, с урожайностью меньше 5 ц с 1 га, во второй ротации - 2 года, в третьей и четвёртой - по 3 года и в пятой - 5 лет (табл. 1). Наиболее высокая урожайность получена во второй ротации по почвозащитному, сидеральному парам и после озимых культур. Предшественник чёрный пар заметно уступал им по урожайности - на 5,7 ц с 1 га. Урожайность яровой твёрдой пшеницы в бессменном посеве находилась на уровне урожайности после гороха. В третьей ротации урожайность не зависела от вида предшественника. Высокие запасы влаги весной 2011 года способствовали тому, что по чёрному пару урожайность яровой твёрдой пшеницы отмечалась на 11,3 ц с 1 га выше, чем по другим паровым предшественникам. В связи с этим в четвёртой ротации она заметно выше. Урожайность яровой твёрдой пшеницы по кукурузе на силос, гороху и в бессменном посеве наблюдалась равной, но существенно ниже, чем по чёрному, почвозащитному и сидеральному парам. В пятой ротации за счёт весенних запасов влаги в 2018 году урожайность яровой твёрдой пшеницы по чёрному пару составила 10,3 ц или на 7,5 ц с 1 га выше, чем по почвозащитному и сидеральному парам. Урожайность за ротацию по чёрному пару максимальная. Таблица 1 Урожайность яровой твёрдой пшеницы по ротациям шестипольных, двупольных севооборотов и бессменного посева,1990-2019 гг. Ротации, годы Предшественник пар чёрный пар почвозащитный пар сидеральный озимые по чёрному пару кукуруза на силос горох бессменный посев Первая (1990-1995) 21,3* 21,4 23,1 22,1 22,1 21,2 21,2 18,9 21,1 18,4 20,3 20,7 15,3 14,2 Вторая (1996-2001) 9,8 9,8 12,5 11,5 13,2 12,7 12,1 10,7 9,1 8,8 7,0 8,3 7,1 7,3 Третья (2002-2007) 6,3 5,6 6,2 6,1 7,0 7,0 6,0 5,5 5,8 6,1 6,5 6,9 6,4 5,1 Четвёртая (2008-2013) 12,7 12,5 10,2 10,0 11,1 10,1 9,5 9,2 8,2 6,9 7,4 7,2 7,1 6,0 Пятая (2014-2019) 7,9 6,8 6,4 5,7 5,9 5,5 5,3 4,9 4,1 4,2 3,3 2,9 4,0 3,6 Среднее по пяти ротациям 11,6 11,2 11,7 11,1 11,9 11,3 10,8 9,8 9,7 8,9 8,9 9,2 8,1 7,2 Прибавка, ц с 1 га + или - +0,4 +0,6 +0,6 +1,0 +0,8 -0,3 +0,9 Примечание. * - над чертой удобренный фон, под чертой - неудобренный. В среднем за пять ротаций чёрный, почвозащитный и сидеральный пары как предшественники яровой твёрдой пшеницы оказались равноценными. Озимые культуры (рожь и пшеница) незначительно влияли на её урожайность, уступали паровым предшественникам. Самая низкая урожайность отмечалась при бессменном посеве яровой твёрдой пшеницы. Кукуруза на силос и горох как предшественники имели небольшое преимущество перед бессменным посевом. В среднем наибольшая отдача от минеральных удобрений отмечалась по озимым культурам и минимальная - по чёрному пару. В результате обогащения почвы биологическим азотом после гороха внесение минеральных удобрений не эффективно. За пять ротаций севооборотов (30 лет) произошли заметные изменения в погодных условиях, которые сводятся к увеличению засушливости. В первой ротации только один год резко засушливый с урожайностью яровой твёрдой пшеницы менее 5,0 ц с 1 га, во второй ротации - 2 года, в третьей и четвёртой - 3 года, в пятой - 5 лет. Самая высокая урожайность яровой твёрдой пшеницы отмечена в первой ротации, она была примерно одинаковой по всем её предшественникам, кроме бессменного посева. Наблюдалось снижение урожайности яровой твёрдой пшеницы и по чёрному пару во второй ротации, в сравнении с почвозащитным паром. Урожайность в бессменном посеве находилась на уровне урожайности по гороху. В связи с сильнейшей засухой в третьей ротации севооборотов урожайность не зависела от вида предшественника. Однако в пятой ротации она отмечалась меньше после кукурузы на силос, гороха и бессменного посева. Наиболее высокая урожайность яровой твёрдой пшеницы отмечена в четвёртой ротации по чёрному пару в результате существенного превосходства по запасам влаги в почве перед посевом. В среднем за пять ротаций пар чёрный, почвозащитный, сидеральный как предшественники яровой твёрдой пшеницы являлись равноценными, озимые культуры незначительно уступали им. Наименьшая урожайность наблюдалась в бессменном посеве. Урожайность яровой твёрдой пшеницы по кукурузе на силос и гороху одинакова, но существенно ниже, чем по паровым предшественникам. Эффективность минеральных удобрений зависит не только от погодных условий, но и от вида предшественника. Заключение. На основании многолетних стационарных исследований предлагаем на почвах, подверженных эрозии, вместо чёрного пара под яровую твёрдую пшеницу применять почвозащитный, для повышения плодородия почвы - сидеральный. Для специализированных хозяйств рекомендуем двупольные севообороты с чередованием яровой твёрдой пшеницы с кукурузой на силос и горохом при тщательном соблюдении технологии возделывания и с применением гербицидов.

Об авторах

Николай Алексеевич Максютов

ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

Email: maksyutov.n@mail.ru
д-р с.-х. наук, проф., главный научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий Оренбург

Александр Алексеевич Зоров

ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

Email: orniish@mail.ru
канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник, заместитель директора - руководитель НИИСХ Оренбург

Виталий Юрьевич Скороходов

ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

Email: skorohodov.vitali1975@mail.ru
канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий

Дмитрий Владимирович Митрофанов

ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

Email: dvm.80@mail.ru
канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и ресурсосберегающих технологий Оренбург

Список литературы

Дополнительные файлы