с 01.01.2011 по 01.01.2017
Омск, Омская область, Россия
Проведена комплексная сравнительная агротехнологическая оценка возделывания яровой мягкой пшеницы в пятипольном зернопаровом севообороте лесостепных агроландшафтов Омской области. В стационарном двухфакторном зернопаровом севообороте выявлено влияние предшественников, обработки почвы, химизации на состояние почвенного плодородия, агрофитоценоз, урожайность и технологические параметры зерна. Установлено, что повторные посевы культуры приводят к снижению урожайности относительно парового предшественника на 1,18–1,44 т/га при уменьшении клейковины в зерне до 20,7–22,7 %. Выявлено негативное влияние повторных посевов на водный и питательный режим почвы, нарастание в посевах сорного компонента, корневых гнилей, листостеблевых инфекций. Уменьшение нитратонакопления, урожайности и белковости зерна на третьей пшенице после пара связано также с существенным в (1,7–3,6 раза) уменьшением нитрифизирующих бактерий в верхнем (0–20) слое почвы. Предложено сократить площадь повторных и бессменных посевов яровой пшеницы в регионе в 1,5–2 раза, необходимо расширить набор продуктивных предшественников. Возделывание яровой пшеницы по интенсивной технологии способствует повышению плодородия почвы и оздоровлению фитосанитарного состояния посевов культуры. Так, коэффициент водопотребления на формирование 1 тонны зерна при интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы снижается в среднем с 265 до 57 мм (в 4,6 раза). В условиях экстенсивного земледелия и засушливости климата паровое поле в зерновом производстве региона является по-прежнему основой повышения урожайности, технологических свойств зерна и качества семян. Таким образом, в засушливых агроландшафтах Западной Сибири предшественники, система обработки почвы в севообороте, применение средств интенсификации оказывают заметное влияние на элементы почвенного плодородия и фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы.
яровая мягкая пшеница, полевой севооборот, структура пашни, зональная агротехнология, химизация, обработка, урожайность, технологические свойства зерна
Введение. Основной резерв повышения урожайности и устойчивости производства зерна в регионе с преобладающим экстенсивным земледелием – совершенствование зональной структуры использования пашни, рациональный выбор более продуктивных севооборотов, обработки почвы, средств химизации, качественных сортов [1].
Бонитет пашни Омской области (4,05 млн га) в регионе Западной Сибири довольно невысок и занимает только 4-е место после Кемеровской и Новосибирской областей, а также основного производителя зерна за Уралом – Алтайского края. В то же время при ограниченных почвенно-климатических и финансовых ресурсах на каждого жителя области производится 1,5–1,7 т зерна, что почти в 2 раза больше, чем в целом по России.
Посевы ведущей зерновой культуры – яровой пшеницы составляют (2021 г.) 1,46 млн га, или 71,8 % от площади зерновых, до 90 % размещено на почвах черноземного ряда в засушливой степной и лесостепной почвенно-климатических зонах [2–5].
Нарушение агротехнологий, крайне ограниченный выбор предшественников и полевых севооборотов, высокий удельный вес повторных и бессменных посевов яровой пшеницы, недостаток применения минеральных удобрений (менее 15 кг/га) способствуют снижению урожайности и ухудшению технологических параметров зерна. Так, в засушливом 2021 г. урожайность яровой пшеницы в степной зоне составила только 1,39 т/га, в южной лесостепи – 1,68 т/га, что не соответствует потенциалу пашни. Наблюдениями установлено, что в регионе с дефицитом осадков, повышенной засоренностью агрофитоценоза и дефицитом в почве азота паровое поле в полевых севооборотах является локомотивом зернового производства. В то же время с 2010 г. площадь паров в области уменьшилась с 487 до 415 тыс. га (на 15 %), или до 10,2 % в структуре пашни, что значительно меньше рекомендаций и в конечном итоге оказывает негативное влияние на производство качественного зерна.
Цель исследований – дать сравнительную оценку агротехнологий возделывания яровой мягкой пшеницы в лесостепи Омской области.
Методы исследований. В стационарном пятипольном зернопаровом севообороте лесостепной зоны проведена сравнительная оценка влияния предшественников яровой пшеницы, обработки почвы, комплексной химизации на элементы плодородия, засоренности, инфицированности посевов, урожайности и технологических параметров зерна. Агротехника в опытах зональная. Повторность 4-кратная. Яровую пшеницу высевали ПК Selford, обеспечивающим более равномерное распределение семян по глубине и площади питания [6].
Почва лугово-черноземная тяжелосуглинистая среднегумусовая (8 %). Азот нитратов определяли по Грандваль – Ляжу, подвижные фосфор и калий – по Чирикову, засоренность и инфицированность посевов – по общепринятым методикам [7, 8].
Погодные условия за годы наблюдений были в целом засушливые (ГТК – 0,92 при норме 1,10).
Результаты и их обсуждение. Продуктивный севооборот – основа адаптивно-ландшафтной системы зонального земледелия. При рациональном подборе и чередовании предшественников в полевом севообороте повышается продуктивность и выход зерна с 1га пашни.
На основе агротехнологической оценки сельскохозяйственные культуры в лесостепной почвенно-климатической зоне по значению и качеству предшественников объединены в группы, наиболее ценной является группа, где предшественники способствуют, особенно в засушливых условиях, накоплению продуктивной влаги, питательных элементов, особенно азота, очищению почвы и агрофитоценоза от семян и сорного компонента (чистые и сидеральные пары, кукуруза, зернобобовые культуры, озимые, многолетние бобовые травы). К сожалению, площадь наиболее ценных предшественников в области занимает до 700 тыс. га, или 18–20 % от площади пашни, в т. ч. паровое поле – 415 тыс. га.
Экспертная оценка предшественников под ведущую – яровую мягкую пшеницу показала, что значительная площадь культуры размещается не по наиболее продуктивным ценным предшественникам, прежде всего по паровым полям, а в повторных и бессменных посевах, занимающих в области до 600 тыс. га, или 35–40 %, что способствует существенному снижению урожайности и белковости зерна [9, 10]. Ряд исследователей недооценивают значение парового поля в засушливом земледелии с целью повышения продуктивности зерновых культур, [11–13].
Наблюдениями установлено, что повторный посев пшеницы после пара снижает урожайность: при экстенсивной технологии возделывания – на 69,8 % (1,25 т/га), полуинтенсивной (с применением удобрением и гербицидов) – на 55,8 % (1,44 т/га) и интенсивной (комплексная химизация) – до 26,8 % (1,18 т/га). Существенное снижение (1,3–1,7 раза) продуктивности и качества зерна культуры во многом определяется ухудшением почвенного плодородия и фитосанитарного состояния агрофитоценоза (табл. 1).
Таблица 1
Размещение и продуктивность яровой пшеницы в полевом севообороте южно-лесостепной почвенно-климатической зоны Омской области
|
Размещение яровой пшеницы после парового предшественника (А) |
Уровень агротехнологий |
||||||||
|
Экстенсивный |
Полуинтенсивный (гербициды+удобрения) |
Интенсивный |
|||||||
|
т/га |
снижение |
т/га |
снижение |
т/га |
снижение |
||||
|
т/га |
% |
т/га |
% |
т/га |
% |
||||
|
Первая культура |
1,79 |
– |
100 |
2,58 |
– |
100 |
4,40 |
– |
100 |
|
Вторая культура |
1,04 |
0,75 |
41,9 |
1,90 |
0,68 |
26,4 |
3,57 |
0,83 |
18,9 |
|
Повторный посев |
0,54 |
1,25 |
69,8 |
1,14 |
1,44 |
55,8 |
3,22 |
1,18 |
26,8 |
|
Среднее |
1,12 |
|
|
1,87 |
|
|
3,73 |
|
|
В целом в наиболее распространенном зернопаровом севообороте урожайность и выход зерна с 1 га пашни, как комплексный объективный показатель оценки агротехнологий, зависит от системы обработки почвы в севообороте и уровня химизаций (табл. 2).
Установлено, что в среднем по разноуровневым агротехнологиям по производству зерна наибольший выход с 1 га пашни обеспечивает энергосберегающая комбинированная обработка почвы – 1,87 т/га, превышающая «нулевую» на 0,18 т/га (11 %) [14].
Удельный вес факторов химизации в повышении продуктивности пшеницы в полевом севообороте различен (рис.).
Таблица 2
Изменение выхода зерна с 1 га пашни в зависимости
от агротехнологии возделывания яровой пшеницы
|
Обработка почвы (А) |
Уровень агротехнологий |
||||
|
Экстен-сивный |
Нормальный (гербициды) |
Полуинтенсивный (удобрения + гербициды) |
Интенсивный (комплексная химизация) |
Среднее по обработке почвы HCP05 – 0,08т/га |
|
|
Отвальная |
0,97 |
1,38 |
1,90 |
3,26 |
1,88 |
|
Комбинированная |
0,95 |
1,46 |
1,93 |
3,13 |
1,87 |
|
Плоскорезная |
0,82 |
1,21 |
1,84 |
3,01 |
1,72 |
|
Минимально-нулевая |
0,79 |
1,18 |
1,80 |
3,01 |
1,69 |
|
Среднее по химизации фактор (В) HCP0.5 = 0,07 т/га |
0,88 |
1,31 |
1,87 |
3,10 |
|
Удельный вес факторов химизации в повышении продуктивности пшеницы яровой
в полевом севообороте
В условиях экстенсивного земледелия и засушливости климата паровое поле в зерновом производстве региона является по-прежнему основой повышения урожайности, технологических свойств зерна и качества семян (табл. 3).
Установлено, что на повторных посевах пшеницы яровой наблюдается увеличение плотности верхнего (0–20 см) слоя, повышается коэффициент водопотребления (в 2,5 раза), содержание на N-NО3 перед посевом пшеницы уменьшается на 4,5 мг/кг (29 %), P205 – на 17 мг/кг ( 9 %), К2О не изменяется при высоком уровне обеспеченности почвы – в среднем 237 мг/кг.
Выявлено, что на повторных посевах пшеницы отмечается повышение засоренности (до 20,2 %), возрастает поражение инфекциями верхнего яруса листьев (флаговый, подфлаговый), существенно снижается урожайность: на экстенсивной технологии – до 0,51 т/га; интенсивной – в среднем до 3,29 т/га, или 22 %; клейковины – с 26,5 до 20,3 %.
Таблица 3
Агротехнологическая сравнительная оценка возделывания
пшеницы яровой в южной лесостепи Омской области
|
Фактор плодородия и агроценоза |
Вариант |
Яровая пшеница |
||||
|
по пару |
повторный посев |
|||||
|
Обработка почвы |
||||||
|
комбинированная |
минимальная |
комбинированная |
минимальная |
|||
|
Коэффициент водопотребления, мм/т зерна |
О |
110 |
155 |
376 |
418 |
|
|
КХ |
49 |
53 |
55 |
71 |
||
|
N-NO3, мг/кг |
О |
12,8 |
10,7 |
7,0 |
6,3 |
|
|
КХ |
19,8 |
18,1 |
12,3 |
8,1 |
||
|
P2O5, мг/кг |
О |
158 |
158 |
143 |
170 |
|
|
КХ |
228 |
217 |
187 |
191 |
||
|
К2О, мг/кг |
О |
202 |
212 |
200 |
218 |
|
|
КХ |
256 |
269 |
261 |
269 |
||
|
Сорняки, % от биомассы |
О |
25,0 |
36,0 |
36,2 |
37,7 |
|
|
КХ |
2,7 |
4,8 |
2,8 |
4,2 |
||
|
Корневые гнили, % |
О |
5,6 |
6,8 |
5,2 |
6,8 |
|
|
КХ |
5,3 |
6,5 |
4,2 |
4,1 |
||
|
Инфекции, % |
ржавчина |
О |
16,5 |
9,7 |
20,0 |
15,6 |
|
КХ |
0,1 |
0,2 |
0,6 |
0,1 |
||
|
септориоз |
О |
8,3 |
8,8 |
6,1 |
5,2 |
|
|
КХ |
5,8 |
2,8 |
2,5 |
2,2 |
||
|
мучнистая роса |
О |
4,0 |
4,2 |
11,7 |
8,6 |
|
|
КХ |
2,5 |
1,0 |
3,6 |
3,9 |
||
|
Урожайность зерна, т/га |
О |
1,94 |
1,59 |
0,53 |
0,49 |
|
|
КХ |
4,43 |
4,25 |
3,66 |
3,12 |
||
|
Клейковина, % |
О |
25,2 |
25,5 |
19,8 |
18,0 |
|
|
КХ |
28,6 |
26,7 |
22,7 |
20,7 |
||
Примечание: О – экстенсивная; КХ – интенсивная технология.
Уменьшение нитратонакопления, урожайности и белковости зерна на третьей пшенице после пара связано также с существенным (в 1,7–3,6 раза) уменьшением нитрифизирующих бактерий в верхнем (0–20) слое почвы. В этой связи особое внимание в лесостепной зоне должно быть уделено зернобобовым культурам, применению азотных удобрений [15,16].
Установлено, что на минимальном варианте обработки почвы повышается уплотнение верхнего слоя до 1,14–1,18 г/см3, возрастает коэффициент водопотребления до 174 мм/т, или 18 %, уменьшается содержание нитратов до 10,8 мг/кг, или 17 %, фосфор и калий имеют тенденцию повышения, возрастает поражение растений корневыми гнилями до 6,1 % (на 17 %), биомасса сорняков возрастает с 16, 7 до 20,7 % (на 24 %).
Наблюдения показали, что на экстенсивном варианте урожайность зерна пшеницы снижается в среднем с 1,24 до 1,04 т/га (на 16 %), на комплексной химизации – с 4,04 до 3,68 т/га, или на 9 %. Содержание клейковины в зерне уменьшается в среднем с 24,1 до 22,7 %.
Возделывание яровой пшеницы по интенсивной технологии способствует повышению плодородия почвы и оздоровлению фитосанитарного состояния посевов культуры. Так, коэффициент водопотребления на формирование 1 тонны зерна при интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы снижается в среднем с 265 до 57 мм (в 4,6 раза), содержание N-NO3 перед посевом возрастает с 9,2 до 14,8 мг/кг, подвижного фосфора – с 157 до 206 мг/кг, биомасса сорняков уменьшается – с 33,7 до 3,6 % (в 9,4 раза), корневые гнили – до 5,0 %. Инфицированность флагового и подфлагового листьев растений снижается до 0,25–3,3 %, что в конечном итоге позволяет повысить продуктивность культуры в среднем с 1,14 до 3,86 т/га, а содержание клейковины в зерне с 22,1 до 24,7 %.
Выявлено, что в лесостепной зоне наибольшая урожайность яровой пшеницы по непаровым предшественникам получена после зернобобовых, кукурузы, гречихи, проса – 1,93–2,26 т/га. Применение средств интенсификации способствует существенному повышению урожайности яровой пшеницы, однако качество предшественников для нее принципиально не изменяется.
Заключение. Таким образом, в засушливых агроландшафтах Западной Сибири предшественники, система обработки почвы в севообороте, применение средств интенсификации оказывают заметное влияние на элементы почвенного плодородия и фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы. В зернопаровых севооборотах, доминирующих в зернопроизводящих зонах региона, повторные посевы культуры, составляющие в настоящие время до 30–40 %, способствуют, в зависимости от варианта агротехнологий, уменьшению продуктивности до 1,18–1,44 т/га (26,8–69,8 %) и клейковины в зерне с 26,7–28,6 до 20,7–22,7 %. В перспективе повторные и бессменные посевы яровой пшеницы должны быть сокращены в 1,5–2 раза, расширен набор продуктивных предшественников.
1. Научные основы производства высокачественного зерна пшеницы. М.: Росинформатротех, 2018. 396 с.
2. Храмцов И.Ф., Бойко В.С., Юшкевич Л.В. Система адаптивного земледелия Омской области / Омский аграрный научный центр. Омск, 2020. 522 с.
3. Юшкевич Л.В., Чибис В.В. Оптимизация полевых севооборотов и структуры пашни при возделывании яровой пшеницы в Омской области: рекомендации / Омский аграрный научный центр. Омск, 2020. 44 с.
4. Храмцов И.Ф., Юшкевич Л.В. Ресурсы парового поля в лесостепи Западной Сибири: монография. Омск, 2013. 184 с.
5. Особенности проведения весенне-полевых работ в хозяйствах Омской области в 2022 году: рекомендации / И.Р. Храмцов [и др.]. Омск: Изд-во ИП Макшеевой Е.А., 2022. 70 с.
6. Кем А.А., Юшкевич Л.В., Щитов А.Г. Совершенствование способов посева зерновых в Западной Сибири // Зерновое хозяйство. 2007. № 1. С. 17–19.
7. Агрохимические методы исследования почв / под ред. З.Г. Ильковской [и др.]. М.: Наука, 1975. 656 с.
8. Торопова Е.Ю. Фитосанитарная диагностика агроэкосистем. Барнаул, 2017. 210 с.
9. Синещеков В.Е., Васильева Н.В. Фитосанитарная ситуация в зерновых агрофитоценозах при минимизации обработки почвы: монография / ВАСХНИЛ СО, СибНИИСХ, Новосибирск, 2015. 138 с.
10. Влияние способа обработки на урожай и качества зерна / В.Г. Холмов [и др.] // Земледелие. 1988. № 9. С. 23.
11. Фитосанитарные последствия приемов обработки почвы лесостепи Западной Сибири / Е.Ю. Торопова [и др.] // Вестник Бурятской сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2012. № 3 (28). С. 86–91.
12. Сулейменов М.К. Сеять нельзя, паровать: сб. ст. Алма-Аты, 2006. 220 с.
13. Дридигер В.К. Возделывание озимой пшеницы в системе прямого посева в Ставропольском крае: монография. Ставрополь: АГРУС, 2021. 192 с.
14. Стратегическое значение диверсификации растениеводстве / Н.В. Степных [и др.] // Земледелие. 2022. № 2. С. 7.
15. Юшкевич Л.В., Пахотина И.В., Чибис В.В. Влияние предшественников и технологии возделывания на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири // АгроЭкоИнфо. 2018. № 2 (32). С. 7.
16. Технология возделывания сои в Омской области: рекомендации / Л.В. Юшкевич [и др.]. Омск, 2014. 32 с.
