Нижегородская область, Россия
Нижегородская область, Россия
Исследования проводили с целью сравнительной оценки технологий возделывания зерновых культур при введении в сельскохозяйственных оборот залежных земель. Работу выполняли в 2016–2019 гг. в Нижегородской области. Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов: технология возделывания (фактор А) – традиционная (вспашка осенью на глубину 22…24 см оборотным плугом Rade + дискование БДМ-6,4 на 12…14 см + посев посевным агрегатом RapidA 600C); mini-till (дискование БДМ-6,4 на 12…14 см в 2 следа + посев посевным агрегатом RapidA 600C); no-till (обработка гербицидом Торнадо 500 в дозе 3,0 л/га + посев сеялкой Gherardi); минеральные удобрения (фактор В) – без удобрений; азотные удобрения (N50); сидераты (фактор С) – без сидерата; посев горчицы белой. Без сидератов и удобрений на светло-серой лесной почве в начале вегетации зерновых культур (овес, ячмень, яровая пшеница, озимая пшеница) общая засоренность посевов на фоне с традиционной технологией их возделывания составляла 25…34 шт./м2, с технологией mini-till – 42…49 шт./м2, no-till – 119…194 шт./м2, а при внесении азотных удобрений – соответственно 29…42, 42…56 и 116…168 шт./м2. Использование горчицы белой в качестве сидерата снижало общую засоренность посевов по всем технологиям, как на неудобренных, так и на удобренных фонах. Уменьшение глубины обработки почвы по сидеральному пару на фоне N50 способствовало уменьшению засоренности зерновых культур в начале вегетации в направлении от традиционной к mini-till и no-till технологиям. К уборке на всех фонах засорённость посевов снижалась. На светло-серой лесной почве при рекультивации залежей традиционная и минимальная технологии возделывания обеспечивают более высокую суммарную продуктивность зерновых культур, чем при no-till технологии. По сидеральному пару без удобрений она выше, чем без сидерата, на 15,8…17,8 %, с N50 – на 9,4…12,6 %.
традиционная технология, технология mini-till, технология no-till, общая засоренность, засоренность многолетними сорняками, урожай
Введение. При современном развитии сельскохозяйственного производства в России, когда у товаропроизводителей страны есть возможность приобретать энергоемкие сельскохозяйственные машины и агрегаты (как отечественные, так и иностранные), высокоэффективные средства защиты культурных растений от болезней, вредителей и сорняков, использовать макро- и микро удобрения, новые сорта культур, возникает необходимость выбора той или иной технологии производства сельскохозяйственной продукции. Особенно это актуально при разработки залежных земель, которых в Нижегородской области насчитывается до 20 тыс. га [1, 2, 3].
Ресурсосберегающие технологии, элементы которых описаны выше, должны обеспечить быстрое вовлечение залежей в сельскохозяйственное производство, с обеспечением высокого уровня урожайности и качества сельскохозяйственной продукции [4, 5, 6].
Засоренность посевов сельскохозяйственных культур выступает важной причиной снижения их урожайности и качества товарной продукции [7].
Система мер по борьбе с сорной растительностью, опирающаяся на карты засоренности полей, обследования посевного материала, почвенных образцов, включает разработку и соблюдение научно обоснованных севооборотов, обработки почвы, применение пестицидов, профилактических мероприятий по борьбе с сорняками [8, 9, 10].
Цель исследований -выявить оптимальную технологию возделывания зерновых культур при введение в оборот залежных земель и изучить ее влияние на засоренность их посевов в условиях Нижегородской области.
Условия, материалы и методы. Работу выполняли в 2016–2019 гг. в ООО «Искра» Нижегородской области. Исследования проводили в звеньях севооборота: залежь – горчица белая (сидерат) – озимая пшеница; залежь – озимая пшеница; залежь – горчица белая (сидерат) – яровые зерновые (ячмень, овес, яровая пшеница); залежь – яровые зерновые (ячмень, овес, яровая пшеница)
Почва опытного участка – светло-серая лесная, содержит гумуса 1,79…1,90 %. Содержание подвижного Р2О5 – высокое (151,3…200,1 мг/кг), подвижного К2О – повышенное (109,0…120, 1 мг/кг). Реакция среды –близкая к нейтральной (рНKСl= 5,8…6,3).
Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов: технология возделывания (фактор А) – традиционная (вспашка осенью на глубину 22…24 см оборотным плугом Rade + дискование БДМ-6,4 на глубину 12…14 см +посев посевным агрегатом RapidA 600C); mini-till (дискование БДМ-6,4 на глубину 12…14 см в 2 следа + посев посевным агрегатом RapidA 600C); no-till (обработка гербицидом сплошного действия Торнадо 500 (500 г/л изопропиламинной соли глифосата кислоты) в дозе 3,0 л/га + посев сеялкой Gherardi);
фон минерального питания (фактор В) – естественное плодородие почвы (без удобрений); азотные минеральные удобрения в дозе 50 кг/га д.в.;
применение сидеральной культуры (фактор С) – без сидерата; посев горчицы белой.
Повторность опыта пространственная – 4-кратная, временная – 3-кратная, размещение вариантов – рендомизированное. Общая площадь делянок – 180 м2, учетная площадь делянок –150,0 м2. Высевали следующие сорта: овса – Яков, ячменя – Владимир, яровой пшеницы – Злата, озимой пшеницы – Московская 39, горчицы белой – Ария. Норма высева для овса, ячменя и яровой пшеницы составляла 3,5, для озимой пшеницы – 3,2, для горчицы белой – 2,0 млн всхожих семян на 1 га.
Общий фон перед началом обработки залежных земель – опрыскивание гербицидом сплошного действия Торнадо 500 в дозе 3 л/га. Семена сельскохозяйственных культур протравливали баковой смесью, с расходом рабочего раствора 10 л/т: Бункер – 0,6 л/т (фунгицид), Табу– 0,4 л/т (инсектицид). За месяц (5августа) до проведения посева озимой пшеницы (5 сентября) высевали горчицу белую в качестве сидерата во всех вариантах полевого опыта с его изучением (в том числе и под весенний посев яровых зерновых культур).
Минеральные удобрения (аммиачная селитра, в дозе 34,4 кг/га д.в.) вносили в почву посевным агрегатом одновременно с посевом. В конце апреля – начале мая проводили подкормку озимой пшеницы азотными удобрениями (карбамид, в дозе 8 кг/га д.в.) РУМ-800 с последующим боронованием БЗСС-1. Мероприятия по уходу за посевами – опрыскивание баковой смесью Балерина Микс + карбамид (доза 8 кг/га д.в.) в фазе кущения; в фазе выхода в трубку выполняли обработку фунгицидом Колосаль Про и инсектицидом Борей.
Уборку проводили зерноуборочным комбайном Acros 580.
Учет сорняков проводили количественным методом два раза за вегетацию зерновых культур (в начале – в фазе кущения; в конце – в фазе восковой спелости) посредством наложения рамок; урожай сельскохозяйственных культур учитывали прямым комбайнированием поделяночно с пересчетом на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность.
Осенне-зимние погодные условия 2016–2017 гг. были благоприятными для роста, развития и перезимовки растений озимой пшеницы. Погодные условия 2017 г. соответствовали требованиям роста и развития зерновых культур, гидротермический коэффициент по Селянинову (ГТК) за вегетационный период (апрель-август) составил 1,30 ед. (при среднем многолетнем значении ГТК=1,24). Погодные условия в 2018 г. были, в целом, также благоприятными для культурных растений (ГТК=1,21), а в 2019 г. были заметно увлажненнее (ГТК=1,42).
Результаты и обсуждение. Общая засорённость посевов в фазе кущения зерновых культур в вариантах без применения сидерата и азотных удобрений при прямой обработке залежей была высокой (табл. 1). В среднем за годы наблюдений применение азотных удобрений не повлияло как на общую засоренность в посевах изучаемых культур в начале их вегетации при прямой обработке залежей.
На неудобренных фонах при прямой обработке залежей общая засоренность посевов в вариантах с традиционной технологией составляла 25…34 шт./м2, с технологией mini-till – 42…49 шт./м2, с технологией no-till – 119…194 шт./м2, а на удобренных фонах – соответственно 29…42, 42…56 и 116-168 шт./м2.
Таблица 1 – Среднее общее количество сорняков в посевах зерновых культур (средние трехлетние данные каждой культуры, за 2016–2019 гг.), шт./м2
|
Технология (фактор А) |
Удобрения (фактор В) |
Сидерация (фактор С) |
Культура |
||||||||
|
овес |
ячмень |
яровая пшеница |
озимая пшеница |
||||||||
|
кущение |
уборка |
кущение |
уборка |
кущение |
уборка |
кущение |
уборка |
||||
|
Традиционная |
0 |
без сидерата |
28,0 |
34,0 |
27,0 |
38,0 |
25,0 |
31,0 |
34,0 |
34,0 |
|
|
горчица белая |
24,0 |
21,0 |
25,0 |
20,0 |
20,0 |
32,0 |
30,0 |
25,0 |
|||
|
среднее |
26,0 |
27,5 |
26,0 |
29,0 |
22,5 |
31,5 |
32,0 |
29,5 |
|||
|
N50 |
без сидерата |
37,0 |
32,0 |
29,0 |
38,0 |
42,0 |
29,0 |
38,0 |
30,0 |
||
|
горчица белая |
32,0 |
23,0 |
23,0 |
17,0 |
40,0 |
18,0 |
35,0 |
25,0 |
|||
|
среднее |
34,5 |
27,5 |
26,0 |
27,5 |
41,0 |
23,5 |
36,5 |
27,5 |
|||
|
среднее |
без сидерата |
32,5 |
33,0 |
28,0 |
38,0 |
33,5 |
30,0 |
36,0 |
32,0 |
||
|
горчица белая |
28,0 |
22,0 |
24,0 |
18,5 |
30,0 |
25,0 |
32,5 |
25,0 |
|||
|
среднее |
30,2 |
27,5 |
26,0 |
28,3 |
31,8 |
27,5 |
34,3 |
28,5 |
|||
|
Mini-tiill |
0 |
без сидерата |
43,0 |
41,0 |
42,0 |
44,0 |
49,0 |
38,0 |
47,0 |
41,0 |
|
|
горчица белая |
40,0 |
29,0 |
40,0 |
32,0 |
43,0 |
48,0 |
42,0 |
32,0 |
|||
|
среднее |
41,5 |
35,0 |
41,0 |
38,0 |
46,0 |
43,0 |
44,5 |
36,5 |
|||
|
N50 |
без сидерата |
42,0 |
42,0 |
47,0 |
49,0 |
56,0 |
38,0 |
45,0 |
39,0 |
||
|
горчица белая |
40,0 |
28,0 |
45,0 |
23,0 |
52,0 |
39,0 |
40,0 |
38,0 |
|||
|
среднее |
41,0 |
35,0 |
46,0 |
36,0 |
54,0 |
38,5 |
42,5 |
38,5 |
|||
|
среднее |
без сидерата |
42,5 |
41,5 |
44,5 |
46,5 |
52,5 |
38,0 |
46,0 |
40,0 |
||
|
горчица белая |
40,0 |
28,5 |
42,5 |
27,5 |
47,5 |
43,5 |
41,0 |
35,0 |
|||
|
среднее |
41,2 |
35,0 |
43,5 |
37,0 |
50,0 |
40,8 |
43,5 |
37,5 |
|||
|
No-till |
0 |
без сидерата |
130,0 |
57,0 |
194,0 |
60,0 |
189,0 |
55,0 |
119,0 |
57,0 |
|
|
горчица белая |
121,0 |
89,0 |
171,0 |
91,0 |
179,0 |
81,0 |
109,0 |
89,0 |
|||
|
среднее |
125,5 |
73,7 |
182,5 |
75,5 |
184,0 |
68,0 |
114,0 |
73,0 |
|||
|
N50 |
без сидерата |
116,0 |
51,0 |
168,0 |
58,0 |
156,0 |
46,0 |
126,0 |
50,0 |
||
|
горчица белая |
105,0 |
72,0 |
160,0 |
110,0 |
152,0 |
110,0 |
120,0 |
100,0 |
|||
|
среднее |
110,5 |
61,5 |
164,0 |
84,0 |
154,0 |
78,0 |
123,0 |
75,0 |
|||
|
среднее |
без сидерата |
123,0 |
54,0 |
181,0 |
59,0 |
172,5 |
50,5 |
122,5 |
53,5 |
||
|
горчица белая |
113,0 |
80,5 |
165,5 |
100,5 |
165,5 |
95,5 |
114,5 |
94,5 |
|||
|
среднее |
118,0 |
67,3 |
173,3 |
79,8 |
169,0 |
73,0 |
118,5 |
74,0 |
|||
|
Среднее |
0 |
без сидерата |
67,0 |
44,0 |
87,7 |
47,3 |
87,7 |
41,3 |
66,7 |
44,0 |
|
|
горчица белая |
61,7 |
46,3 |
78,7 |
47,7 |
80,7 |
53,7 |
60,3 |
48,7 |
|||
|
среднее |
64,4 |
45,4 |
83,2 |
47,5 |
84,2 |
47,5 |
63,5 |
46,3 |
|||
|
N50 |
без сидерата |
65,0 |
41,7 |
81,3 |
48,3 |
84,7 |
37,7 |
69,7 |
39,7 |
||
|
горчица белая |
59,0 |
41,0 |
76,0 |
50,0 |
81,3 |
55,7 |
65,0 |
54,3 |
|||
|
среднее |
62,0 |
41,3 |
78,7 |
49,2 |
83,0 |
46,7 |
67,3 |
47,0 |
|||
|
среднее |
без сидерата |
66,0 |
42,8 |
84,5 |
47,8 |
86,2 |
39,5 |
68,2 |
41,8 |
||
|
горчица белая |
60,4 |
43,7 |
77,3 |
48,8 |
81,0 |
54,7 |
62,7 |
51,5 |
|||
|
среднее |
63,4 |
43,3 |
80,9 |
48,4 |
83,6 |
47,1 |
65,4 |
45,8 |
|||
|
НСР05 для факторов |
А |
0,9 |
1,7 |
2,7 |
1,8 |
3,3 |
2,1 |
1,8 |
2,4 |
||
|
В |
0,8 |
1,4 |
2,2 |
1,5 |
2,7 |
1,7 |
1,4 |
2,0 |
|||
|
С |
0,8 |
1,4 |
2,2 |
1,5 |
2,7 |
1,7 |
1,4 |
2,0 |
|||
|
АВ |
1,1 |
2,0 |
3,2 |
2,1 |
3,9 |
2,4 |
2,0 |
2,8 |
|||
|
АС |
1,3 |
2,4 |
3,8 |
2,6 |
4,7 |
3,0 |
2,5 |
3,4 |
|||
|
ВС |
1,3 |
2,4 |
3,8 |
2,6 |
4,7 |
3,0 |
2,5 |
3,4 |
|||
|
АВС |
1,9 |
3,4 |
5,4 |
3,7 |
6,6 |
4,2 |
3,5 |
4,8 |
|||
На фонах без внесения азотных удобрений по горчичному пару общая засоренность посевов колебалась, в начале вегетации всех изучаемых культур, в варианте с традиционной технологией составляла 20…30 шт./м2, с mini-till – 40…43 шт./м2, с no-till – 109…179 шт./м2.; на фонах с минеральным азотом – соответственно 23…40, 40…52 и 105…160 шт./м2. Применение азотных удобрений способствует увеличению засоренности по традиционной технологии на 10,0…33,0 %. По mini-till технологии внесение минерального удобрения в меньшей степени влияет на изменение количества сорняков: увеличение происходит по отдельным культурам (на яровой пшенице – на 20,9 %, на ячмене – на 12,5 %). Внесении минеральных удобрений под зерновые культуры, возделываемые по технологии no-till, способствует снижению общей засоренности посевов на 3,8…6,9 % (см. табл. 1).
Уменьшение глубины обработки почвы (от традиционной технологии к mini-till и no-till) по сидеральному горчичному пару и внесение азотных удобрений повышает засоренность посевов в начале вегетации зерновых культур.
Использование горчицы в качестве сидерата способствует снижению уровня засоренности посевов на неудобренных фонах при применении традиционной технологии на 13,3…20,0 %, технологии mini-till – на 4,8…12,2 %, no-till – на 7,7…8,4 %, а на удобренных фонах – соответственно на 5,0…20,7, 5,0…7,1 и 4,8…9,5 % (см. табл. 1).
Проведение гербицидной обработки позволило снизить уровень общей засоренности посевов зерновых культур к их уборке, в среднем за три года без применения сидерата на неудобренных фонах она составила 31…38 шт./м2 при традиционной технологии, 38…44 шт./м2 по mini-till и 55…60 шт./м2 по no-till, а на удобренных – соответственно 29…38, 38…49 и 46…58 шт./м2.
Общая засорённость посевов зерновых культур в конце их вегетации при обработке залежей с выращиванием сидерального горчичного пара на неудобренных фонах составила 20…32 шт./м2 по традиционной технологии, 29…48 шт./м2 – по mini-till и 81…91 шт./м2 – по no-till, а на удобренных – соответственно 17…25, 23…39 и 72…110 шт./м2.
Важным показателем результативности любой технологии выступает урожайность. Рассмотрим суммарную продуктивность изучаемых зерновых культур овса, ячменя, яровой и озимой пшеницы (табл. 2).
Технология прямого посева (no-till) обеспечивает условия при которых суммарная продуктивность зерновых культур самая низкая в полевом опыте: как с возделыванием сидерата (горчицы белой) (5,83 т/га по нулевому минеральному фону и 7,52 т/га по минеральному фону), так и без него (4,95 т/га по нулевому минеральному фону и 6,68 т/га по минеральному фону). При этом традиционная технология рекультивации залежей повышает уровень суммарной продуктивности зерновых культур по сравнению с mini-till: по сидеральному пару без удобрений на 1,76 т/га и на 0,98 т/га по фону удобрений; по прямой обработке залежей – соответственно на 1,57 и 0,94 т/га.
Применение азотных удобрений позволяет увеличить суммарную продуктивность изучаемых культур в зависимости от технологий их возделывания: по традиционной на 21,3 %, по mini-till на 35,9 %, по no-till на 34,9 % по прямой обработке залежей и соответственно по сидеральному горчичному пару на 14,6, 28,0 и 29,0 %.
Применение сидерата (горчицы белой) при введении в сельскохозяйственный оборот залежных земель повышает суммарную продуктивность зерновых культур в среднем по всем технологиям их возделывания: по нулевому минеральному фону на 15,8…17,8 %; по минеральному фону применения удобрений на 9,4…12,6 %.
Таблица 2 – Суммарная продуктивность зерновых культур
(среднее за 2016–2019 гг.), т/га
|
Технология (фактор А) |
Удобрения (фактор В) |
Сидерация (фактор С) |
||
|
без сидерата |
сидерат |
среднее |
||
|
Традиционная |
0 |
8,17 |
9,46 |
8,82 |
|
N50 |
9,91 |
10,84 |
10,36 |
|
|
среднее |
9,04 |
10,15 |
9,60 |
|
|
Mini-till |
0 |
6,60 |
7,70 |
7,15 |
|
N50 |
8,97 |
9,86 |
9,42 |
|
|
среднее |
7,78 |
8,78 |
8,28 |
|
|
No-till |
0 |
4,95 |
5,83 |
5,39 |
|
N50 |
6,68 |
7,52 |
7,10 |
|
|
среднее |
5,82 |
6,68 |
6,25 |
|
|
Среднее |
0 |
6,57 |
7,66 |
7,12 |
|
N50 |
8,52 |
9,41 |
8,97 |
|
|
среднее |
7,54 |
8,54 |
8,04 |
|
|
НСР05 для факторов |
А |
0,52 |
||
|
|
|
В |
0,42 |
|
|
|
|
С |
0,42 |
|
|
|
|
АВ |
0,60 |
|
|
|
|
АС |
0,73 |
|
|
|
|
ВС |
0,73 |
|
|
|
|
АВС |
1,04 |
|
Выводы. При выращивании зерновых культур на вводимых в сельскохозяйственный оборот залежных землях без сидератов и азотных удобрений на светло-серой лесной почве общая засоренность посевов в фазе кущения при традиционной технологии возделывания составляла 25…34 шт./м2, mini-till – 42…49 шт./м2, no-till – 119…194 шт./м2, на фоне азотных удобрений – соответственно 29…42, 42…56 и 116…168 шт./м2. Горчица белая как сидерат снижает общую засоренность посевов зерновых культур на неудобренном фоне при традиционной технологии на 13,3…20,0 %, при mini-till – на 4,8…12,2 %, при no-till – на 7,7…8,4 %, а на фоне удобрений – соответственно на 5,0…20,7, 5,0…7,1 и 4,8…9,5 %. К уборке урожая засорённость посевов зерновых культур, как с использованием сидерата (горчицы белой), так и без его выращивания, снижалась, по сравнению с величиной этого показателя в начале вегетации.
Обработка почвы при рекультивации залежных земель (традиционная и mini-till технологии) создает более благоприятные условия для роста и развития зерновых культур в условиях Нижегородской области на светло-серой лесной почве, чем технология no-till, обеспечивая их более высокую продуктивность. Сидеральный горчичный пар при разработке залежей повышает суммарную продуктивность зерновых культур на неудобренном фоне на 15,8…17,8 %, на фоне N50 – на 9,4…12,6%
1. Эффективность применения разных технологий возделывания при выращивании зерновых культур на залежных почвах в условиях Волго-Вятского региона / В. В. Ивенин, А. В. Ивенин, В. Л. Строкини др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета 2020. № 3(83). С. 28-33.
2. Ушаче И., Югай А. Сельскохозяйственные угодия России: состояние, проблемы и пути решения // АПК: Экономика, управление. 2008. № 10. С. 12-18.
3. Гостев А. В. Условия формирования зерна высокого качества в высокопродуктивных ресурсосберегающих агротехнологиях // Земледелие. 2019. № 6. С. 16-20.
4. Application of the main elements of resource-saving environmentally safe technologies in the cultivation of spring grain crops in the Central zone of the North-East of the European part of Russia. Problems of intensification of animal husbandry taking into account environmental protection and production of alternative energy sources, including biogas / L. M. Kozlova, F. A. Popov, E. N. Noskova, et al. // Collection of articles. Warsaw: Institute of technology and science Valenth. 2018.P. 67-74.
5. Hallam M. J., Bartholomen W. V. Influence of rate of plant residue addition in accelerating the decomposition of soil organic matter // Soil Sci. Soc. Amer. Prok. 2003. No. 17. P. 365-368.
6. Воспроизводство плодородия почв, продуктивность и энергетическая эффективность севооборотов / А. П. Карабутов, В. Д. Соловиченко, В. В. Никитин и др. // Земледелие. 2019. № 2. С. 3-7.
7. Role of Plant Growth Promoting Rhizobacteria in Agricultural Sustainability - A Review / P. Vejan, R. Abdullah, T. Khadiran, et al. // Molecules. 2016. Vol. 21. Р. 1-17. URL: https://www.researchgate.net/publication/301813452_Role_of_Plant_Growth_Promoting_Rhizobacteria_in_Agricultural_Sustainability-A_Review (дата обращения: 20.10.2023).
8. Антонов В. Г., Ермолаев А. П. Эффективность длительного применения минимальных способов обработки почвы в севооборотах // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. № 4 (65). С. 87-92.
9. Черкасов Г. Н., Пыхтин И. Г., Гостев А. В. Современный подход к систематизации обработок почвы в агротехнологиях нового поколения // Достижения науки и техники АПК. 2016. № 30 (1). С. 5-8.
10. Борин А. А., Коровина О. А., Лощинина А. Э. Обработка почвы в севообороте // Земледелие. 2013. № 2. С. 20-22.
11. Влияние технологии возделывания залежных земель на урожайность и энергетическую эффективность выращивания зерновых культур в условиях юго-востока Волго-Вятского региона / А. В. Ивенин, В. В. Ивенин, К. В. Шубина и др. // Аграрная наука. 2022. № 7-8. С. 121-125.
