UDK 631.517 культиваторами (культивация); прополочными машинами (прополка)
The purpose of the research is to study the influence of early spring tillage techniques on the formation of spring wheat yield. The work was carried out in 2017-2019 in Ulyanovsk region. The soil area is represented by leached chernozem, medium-sized with a humus content of 6.22%, mobile phosphorus and potassium according to Chirikov – respectively 198 and 121 mg/kg, pHsol – 6.4 units, the sum of absorbed bases - 46.4 mg.-eq./100 g. The scheme of the field experiment provided for the study of the following options for pre-sowing tillage against the background of the use of N50P16K16: 1. Harrowing + cultivation; 2. Harrowing; 3. Cultivation. The soil density (1.10...1.15g/cm3) was found in favorable values for wheat, and did not worsen its condition. The reserves of productive moisture in the arable and meter layer of the soil before sowing were significantly higher than the harrowing option – 54.3 and 152.4 mm. The absence of pre-sowing cultivation did not affect the processes of nitrification in the soil. There is a tendency to a higher biological activity of the soil (33.3%) after harrowing. In general, the experimental plots were relatively clean of weeds, so there was no significant difference in the options. The yield of spring wheat in all variants of the experiment was almost the same 2.96...2.98 t/ ha. The lowest costs were observed on the harrowing option – 16614 rubles/ha, which was 6.1% lower than the classical pre-sowing tillage, and the cost of this option was 5508 rubles per ton of grain or 7.5% lower. The net income for the harrowing option amounted to 3,586 rubles per hectare, which is 55.7% higher than the classic option. The reduction in production costs led to an increase in profit and profitability of this option – 21.8%.
spring wheat (Triticum aestivum L.), harrowing, cultivation, agrophysical properties of soil, productivity, efficiency
Введение. Ресурсосберегающие технологии, применяемые в адаптивном земледелии, не только повышают плодородность земель, но и позволяют увеличить доход с сокращением затрат на производство. Именно поэтому распространение таких технологий в различных севооборотах выступает необходимым условием развития агропромышленного комплекса [1, 2].
По данным ряда авторов, исключение или уменьшение количества ранневесенних обработок позволяет избежать переуплотнения пахотного слоя, создавать благоприятные условия для более раннего и полного появления всходов сорняков [3, 4]. В связи с этим проводимая работа по возделыванию яровой пшеницы с элементами ресурсосбережения в предпосевной период, обеспечивающими снижение расходов, имеет важное теоретическое и практическое значение.
Цель исследований – изучение влияния ранневесенних приемов обработки почвы на формирование урожайности яровой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Работу выполняли в Ульяновском НИИ сельского хозяйства в 2017–2019 гг. на опытных полях отдела земледелия.
Схема опыта предполагала на фоне применения N50P16K16 изучение следующих вариантов допосевной обработки почвы: 1. Боронование + культивация; 2. Боронование; 3. Культивация.
В опытах применялись азотные удобрения в дозе N34 после боронования в виде аммиачной селитры и сложные азофоска – N16Р16К16 при севе. Объектом исследований являлась яровая пшеница сорта Экада-70 с высевом семян 5,5 млн. шт./га.
Территория опытного поля 4,0 га, учетная – 150 м2, повторность трехкратная со систематическим размещением делянок. Опыт заложен тремя закладками во времени и в пространстве.
Почва опытного участка – чернозем выщелоченный, среднемощный, среднесуглинистый со следующей агрохимической характеристикой: рНсол − 6,4 ед.; сумма поглощенных оснований – 46,4 мг-экв./100 г, содержание гумуса(по Тюрину) − 6,22 %, подвижных (по Чирикову) P2O5 – 198 мг, K2O – 121 мг/кг.
Осенью проводили лущение стерни дисковым лущильником ЛДГ-10 и вспашку ПН-4,35 на глубину 23…25 см.
Весной, при достижении физической спелости почвы в соответствие со схемой опыта выполняли боронование зяби орудием БЗТС-1,0, а предпосевную культивацию орудием КПС-4,0 на глубину 5…6 см. Посев яровой пшеницы сорта Экада-70 осуществляли в начале первой декады мая агрегатом универсальным посевным АУП-18,07 на глубину 5…6 см с нормой высева семян 5,5 млн. шт./га. Дополнительное прикатывание после посева не проводилось.
В борьбе с сорной растительностью применяли гербицид Аметил, ВРК в дозе 0,7…1,5 л/га в фазу кущения механизированным способом (МТЗ-80+ОП-2000). Уборку проводили однофазным способом комбайном Сампо-500.
Урожайность зерна приводили на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность (ГОСТ 27548-97).
Влажность почвы определяли методом высушивания в термостате при температуре 105 °С до постоянной массы (ГОСТ 27548-97) [5], плотность почвы (в г/см3) – методом режущих колец, путем отбора проб с ненарушенным сложением, в фазе полной спелости культуры [6], содержание нитратного азота определяли по Тюрину и Кононовой, подвижного фосфора и калия – по Чирикову. . Биологическая активность определялась методом льняных полотен «аппликаций» за период вегетации посев – уборка в трех повторениях [7].
Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа в изложении Б. А. Доспехова [8].
Экономическую эффективность приемов рассчитывали по технологическим картам на 100 га. Нормы и расценки использовались за 2019 год действовавших в Ульяновском НИИСХ – филиале Самарского НЦ РАН.
Сумма эффективных температур выше +5 °С за апрель–сентябрь в 2017 г. составляла 1532 °С при климатической норме 1762 °С, сумма осадков – соответственно 396 и 307 мм, ГТК – 1,4 при среднем многолетнем значении 1,0. В 2018 г. сумма температура за вегетацию достигала 2783 °С, осадков – 129 мм при ГТК 0,5. В 2019 г. величины этих показателей составляли соответственно 2277 °С, 276 мм и 0,8 ед. В целом метеорологические условия позволяют ежегодно собирать устойчивые урожаи зерна, но обеспечение их стабильности сдерживают часто повторяющиеся засухи (раз в три–четыре года).
Результаты и обсуждение. Увеличение плотности почвы от оптимальной может приводить к снижению урожайности зерновых культур.
Если величина этого показателя находится в пределах оптимальных значений, то она не оказывает существенного влияния на продуктивность сельхозкультур [9, 10].
В наших опытах плотность почвы находилась на уровне 1,10…1,15 г/см3, где наиболее плотной она была на контрольных вариантах (боронование + культивация) (табл. 1).
Таблица 1– Запасы продуктивной влаги в почве и ее плотность в зависимости от приемов предпосевной ее обработки, среднее за 2017–2019 гг.
|
Вариант |
Запасы продуктивной влаги, мм |
Плотность почвы, г/см3 |
|||||
|
Перед посевом |
Фаза трубкование |
фаза полной спелости |
|||||
|
Слой почвы, см |
|||||||
|
0-30 |
0-100 |
0-30 |
0-100 |
0-30 |
0-100 |
0-30 |
|
|
Боронование + культивация |
51,9 |
135,1 |
24,7 |
97,8 |
30,0 |
107,3 |
1,15 |
|
Боронование |
54,3 |
152,4 |
27,2 |
97,6 |
33,0 |
104,7 |
1,10 |
|
Культивация |
53,3 |
144,6 |
25,1 |
98,6 |
32,3 |
105,9 |
1,11 |
|
НСР05 |
2,1 |
6,8 |
3,4 |
9,2 |
3,2 |
8,2 |
0,03 |
Наиболее рыхлое сложение почвы отмечали на вариантах боронование – 1,10 и культивация – 1,11 г/см3, а на контроле она пребывала в наиболее уплотненном состоянии 1,15 г/см3 и была достоверно выше. Тем не менее, во всех случаях она находилась в благоприятном интервале значений для яровых и не ухудшала состояние яровой пшеницы в течение вегетационного периода.
Сокращение предпосевных обработок не оказало отрицательного действия на влагосодержание. Перед посевом запасы продуктивной влаги в пахотном и метровом слое при проведении только боронования были существенно выше, чем в варианте боронование + культивация, и составляли соответственно 54,3 и 152,4 мм. Запасы продуктивной влаги в фазы трубкования и полной спелости яровой пшеницы находились практически на одном уровне и существенной разности между вариантами не отмечено.
Обеспеченность растений доступными питательными веществами служит одним из основных признаков, характеризующих эффективное плодородие, а процесс их образования и накопления выступает одним из главных условий формирования устойчивых урожаев [11, 12, 13].
Таблица 2– Содержание нитратного азота в слое 0…30 см и биологическая активность почвы в зависимости от приемов предпосевной ее обработки, среднее за 2017–2019 гг.
|
Вариант |
Содержание N-NО3, мг/кг почвы |
Биологическая активность, % |
||
|
Перед посевом |
Фаза трубкование |
фаза полной спелости |
||
|
Боронование+культивация |
42,6 |
21,4 |
14,5 |
31,9 |
|
Боронование |
41,4 |
20,1 |
15,3 |
33,3 |
|
Культивация |
44,1 |
21,0 |
16,9 |
31,5 |
|
НСР05 |
Fф<F05 |
Fф<F05 |
Fф<F05 |
Fф<F05 |
Отсутствие предпосевной культивации не повлияло на процессы нитрификации. Нитратов в вариантах с культивацией накопилось столько же, сколько и без ее проведения, во все фазы развития пшеницы (табл. 2).
Перед посевом нитратного азота по вариантам составило 41,4–44,1, в фазе трубкование 20,1–21,4, созревания зерна пшеницы 14,5–16,9 мг/кг без существенных различий между вариантами.
Почва состоит из живых и неживых организмов, поэтому там происходят различные биохимические процессы. Активность процессов во многом зависит от внешнего воздействия и в большей степени это происходит от обработок почвы различными орудиями [14,15,16].
В наших исследованиях биологическая активность варьировала от 31,5 до 33,3%, а проведенный дисперсионный анализ не показал достоверных различий между вариантами.
Бессменное возделывание зерновых или неправильное их чередование в севооборотах, а также некачественная основная и предпосевная обработки почвы ведут к увеличению засоренности полей практически всеми видами сорняков. Их численность выступает одним из важнейших факторов, оказывающих влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур [17, 18, 19].
В структуре агрофитоценоза яровой пшеницы в нашем опыте отмечали как малолетние, так и многолетние сорные растения (табл. 3).
Таблица 3– Влияние приемов предпосевной обработки почвы на засоренность посевов яровой пшеницы, среднее за 2017–2019 гг.
|
Вариант |
Количество сорняков, шт./м2 |
Масса сорняков, г/м2 |
||
|
малолетних |
многолетних |
малолетних |
многолетних |
|
|
Боронование+культивация |
8,9 |
2,3 |
29,4 |
18,3 |
|
Боронование |
8,0 |
2,5 |
27,2 |
15,6 |
|
Культивация |
9,2 |
2,5 |
34,6 |
13,8 |
|
НСР05 |
1,3 |
0,6 |
9,2 |
5,6 |
На сравнительно чистых полях от сорной растительности приемы предпосевной обработки почвы не оказали влияния на их количество и массу сорняков, поэтому не отмечено и существенной разницы по вариантам.
Многочисленными исследованиями установлено, что выполняемые различные технологические операции в весенний период при возделывании сельскохозяйственных культур изменяют водный, воздушный и питательный режимы, влияя тем самым на их рост, развитие и урожайность.
В зависимости от почвенно-климатических условий это воздействие проявляется по-разному [20,21].
Наиболее высокая в опыте продуктивность пшеницы была получена в 2017 и 2019 гг., по сравнению с 2018 г., где за вегетационный период выпало на 58% меньше осадков от нормы (табл. 4).
Таблица 4 – Урожайность яровой пшеницы в зависимости от весенней предпосевной обработки почвы (среднее за 2017–2019 гг.), т/га,
|
Вариант |
Годы |
|||
|
2017 |
2018 |
2019 |
Среднее за 2017-2019 |
|
|
Боронование+культивация |
3,23 |
2,29 |
3,40 |
2,97 |
|
Боронование |
3,27 |
2,28 |
3,41 |
2,98 |
|
Культивация |
3,20 |
2,35 |
3,33 |
2,96 |
|
НСР0,5 |
0,14 |
0,22 |
0,26 |
|
Так, в 2017 г. урожайность пшеницы варьировала от 3,20 до 3,27, в 2018 г. – от 2,28 до 2,35 и в 2019 г. – от 3,33 до 3,41 т/га. При этом установлено, что существенной разницы между весенними предпосевными обработками на урожайность пшеницы не наблюдалось.
В среднем же за три года урожайность по всем вариантам была практически одинаковой – 2,96…2,98 т/га.
При возделывании яровой пшеницы, наименьшие затраты наблюдались при бороновании – 16614 рублей с гектара (табл. 5).
Таблица 5 – Экономический эффект весенних приемов обработки почвы под яровую пшеницу (среднее за 2017–2019 гг.)
|
Вариант |
Производ-ственные затраты, руб./га |
Чистый доход, руб./га |
Себестои-мость, 1 т зерна, руб. |
Рента-бель-ность, % |
|
Боронование+культивация |
17697 |
2303 |
5959 |
13,0 |
|
Боронование |
16614 |
3586 |
5508 |
21,8 |
|
Культивация |
17167 |
2833 |
5800 |
16,5 |
Наибольшие производственные затраты были отмечены при использовании традиционной предпосевной обработки почвы 17697 руб./га. Отказ от предпосевной культивации затраты уменьшились на 6,1%, а от боронования только – 2,9%.
Наибольший условно чистый доход был получен по варианту боронование 3586 рублей с одного гектара, что на 55,7% выше классической предпосевной обработки.
Наименьшая себестоимость одной тонны зерна яровой пшеницы составила 5508 рублей по варианту боронование, где предпосевная обработка почвы велась без культивации или на 7,5% ниже, чем по обычной весенней обработки. Это объясняется в меньшей степени затратами на предпосевную обработку почвы по сравнению с обычной. Здесь чистый доход был выше на 1283 рубля и рентабельность данного варианта составила 21,8%.
Выводы. При возделывании яровой пшеницы на тяжелосуглинистых черноземах, на чистых от сорной растительности площадях и хорошем качестве зяби рекомендуется использовать посевной агрегат АУП-18,07, при котором можно исключить две операции: культивация и прикатывание.
Такой подход связывает экономические, эффективные и экологические взгляды с выращиванием устойчивого урожая. Это позволит сохранить почвенное плодородие, сократить затраты на 6,1% при получении пшеницы яровой с наименьшей себестоимостью – 3586 рублей за тонну, повысить производительность труда, за счет уменьшения операций в технологическом процессе и увеличить чистый доход и рентабельность соответственно на 55,7 и 21,8 %.
1. Stolyarov VI, Kashtanov AA. [Energy-resource-saving technologies of spring wheat cultivation]. Zemledelie. 2006; 1. 9-10 p.
2. Kirdin VF. [Agrotechnologies counteract drought]. Zemledelie. 2010; 2. 7-9 p.
3. Il'yasov MM, Sukhanova IM, Bikkinina LMKh. [Changes in the agrophysical properties of leached chernozem depending on the minimization of the main tillage]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019; Vol.14. 4-1 (55). 42-47 p. doi:https://doi.org/10.12737/2073-0462-2019-38-42.
4. Lukmanov AA, Loginov NA, Safiolin FN. [Technologies of spring wheat cultivation on leached chernozems of the Middle Volga region]. Agrokhimicheskii vestnik. 2022; 1. 3-7 p. doihttps://doi.org/10.24412/1029-2551-2022-1-001.
5. Rode AA. Osnovy ucheniya o pochvennoi vlage. Metody izucheniya vodnogo rezhima pochv. [Fundamentals of soil moisture doctrine. Methods for studying the water regime of soils]. Leningrad: Gidrometizdat. 1969; 287 p.
6. Fedorovskii MT. [On the depth of plowing of chernozems for winter crops in the steppe of Ukraine]. Pochvovedenie. 1985; 2. 16-31 p.
7. Zvyagintsev DG. Pochva i mikroorganizmy. [Soil and microorganisms]. Moscow: Izd-vo Mosk. Un-ta. 1987; 256 p.
8. Dospekhov BA. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoi obrabotki rezul'tatov issledovanii). [Methods of field experience (with the basics of statistical processing of research results)]. Moscow: Kniga po Trebovaniyu. 2012; 352 p.
9. Perfil'ev NV, V'yushina OA. [Agrophysical and agrochemical properties of dark gray forest soils under different systems of basic cultivation]. Sibirskii vestnik sel'skokhozyaistvennoi nauki. 2021; Vol.51. 3. 15-23 p. doi:https://doi.org/10.26898/0370-8799-2021-3-2.
10. Sabitov MM, Sharipova RB. [Efficiency of soil treatment methods and chemicalization means in grain-fallow crop rotation]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015; Vol.29. 10. 31-34 p.
11. Shakirov RS, Bikmukhametov ZM, Khisamiev FF. [Resource-saving technologies of agricultural crops cultivation in an ecologically balanced system of agriculture]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017; Vol.12. 4(46). 54-60 p. doi:https://doi.org/10.12737/article_5a5f067e35f239.84017453.
12. Skorokhodov VYu, Zorov AA, Maksyutov NA. [Cultivation of spring durum wheat under conditions of unstable moisture in Orenburg Urals]. Zemledelie. 2022; 1. 19-22. doi:https://doi.org/10.24412/0044- 3913-2022-1-19-22.
13. Lekomtsev PV, Rutkovskaya TS, Pasynkov AV. [Efficiency of nitrogen fertilizers in spring wheat cultivation on sandy loamy soils]. Plodorodie. 2022; 1(124). 9-13 p. doi:https://doi.org/10.25680/S19948603.2022.124.03.
14. Sobina AS, Khachikov EA, Shmaraeva AN. [Biological activity of ordinary chernozem in 5 years after the cessation of agrogenic processing]. Agrokhimicheskii vestnik. 2022; 1. 22-26 p. doi:https://doi.org/10.24412/1029-2551-2022-1-005.
15. Sinegovskaya VT, Banetskaya EV. [Microbocenosis composition of meadow chernozem-like soil in soybean and wheat crops with long-term fertilization]. Plodorodie. 2022; 1(124). 46-49. doi:https://doi.org/10.25680/S19948603.2022.124.12.
16. Makarov OA, Krasil'nikova VS, Kubarev EN. [Experience in assessing the degradation of soddy-podzolic soil using microbiological indicators (on the example of the agricultural sector of Kaliningrad region)]. Agrokhimicheskii vestnik. 2021; 1. 13-18 p. doi:https://doi.org/10.24412/1029-2551-2021-1-003.
17. Sabitov MM, Naumetov RV. [Influence of crop weed infestation with wild oat and thistle yellow on the yield of spring wheat in the conditions of the forest-steppe of the Middle Volga]. Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2022; 1(79). 70-76 p. doi:https://doi.org/10.31367/2079-8725-2022-79-1-70-76.
18. Bista P, Machado S, Ghimire R. Simulating soil organic carbon in a wheat-fallow system using the daycent model. Agronomyjournal. Vol.108. 6. 2554-2565 p.
19. Sanin SS, Sandukhadze BI, Mamedovi RZ. [Technologies of intensive grain production and plant protection]. Zashchita i karantin rastenii. 2021; 5. 9-16 p. doihttps://doi.org/10.47528/1026-8634_2021_5_9.
20. Sineshchekov VE, Vasil'eva NV, Dudkina EA. [Economic efficiency of grain production]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018; Vol.13. 4 (51). 160-167 p. doi:https://doi.org/10.12737/article_5c3de3a7e063f6.62004014.
21. Sabitov MM. [Economic efficiency of crop cultivation technologies in grain-fallow crop rotation]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2021; Vol.35. 2. 13-18 p. doi:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10202.
