from 01.01.2011 to 01.01.2017
Omsk, Omsk, Russian Federation
A comprehensive comparative agrotechnological assessment of the cultivation of spring soft wheat in a five-field grain fallow crop rotation in the forest-steppe agrolandscapes of the Omsk Region was carried out. In a stationary two-factor grain-fallow crop rotation, the importance of predecessors, tillage, chemicalization on the state of soil fertility, agrophytocenosis, yield and technological parameters of grain was revealed. It was established that repeated crops of the crop lead to a decrease in yield relative to the fallow predecessor by 1.18–1.44 t/ha with a decrease in gluten in the grain to 20.7–22.7 %. The negative impact of repeated crops on the water and nutrient regime of the soil, the growth of the weed component, root rot, leaf and stem infections in crops was revealed. The decrease in nitrate accumulation, yield and protein content of grain on the third wheat after fallow is also associated with a significant (1.7–3.6 times) decrease in nitrifying bacteria in the upper (0–20) soil layer. It is proposed to reduce the area of repeated and permanent crops of spring wheat in the region by 1.5–2 times, it is necessary to expand the set of productive predecessors. Cultivation of spring wheat using intensive technology helps to increase soil fertility and improve the phytosanitary condition of crops. Thus, the coefficient of water consumption for the formation of 1 ton of grain with intensive technology of cultivation of spring wheat decreases on average from 265 to 57 mm (4.6 times). Under the conditions of extensive agriculture and arid climate, the fallow field in the grain production of the region is still the basis for increasing the yield, technological properties of grain and seed quality. Thus, in the arid agrolandscapes of Western Siberia, the predecessors, the system of tillage in crop rotation, the use of intensification tools have a significant impact on the elements of soil fertility and the phytosanitary state of spring wheat crops.
spring soft wheat, field crop rotation, arable land structure, zonal agrotechnology, chemicalization, processing, yield, technological properties of grain
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. Nauchnye osnovy proizvodstva vysokachestvennogo zerna pshenicy. M.: Rosinformatroteh, 2018. 396 s.
2. Hramcov I.F., Boyko V.S., Yushkevich L.V. Sistema adaptivnogo zemledeliya Omskoy oblasti / Omskiy agrarnyy nauchnyy centr. Omsk, 2020. 522 s.
3. Yushkevich L.V., Chibis V.V. Optimizaciya polevyh sevooborotov i struktury pashni pri vozdelyvanii yarovoy pshenicy v Omskoy oblasti: rekomendacii / Omskiy agrarnyy nauchnyy centr. Omsk, 2020. 44 s.
4. Hramcov I.F., Yushkevich L.V. Resursy parovogo polya v lesostepi Zapadnoy Sibiri: monografiya. Omsk, 2013. 184 s.
5. Osobennosti provedeniya vesenne-polevyh rabot v hozyaystvah Omskoy oblasti v 2022 godu: rekomendacii / I.R. Hramcov [i dr.]. Omsk: Izd-vo IP Maksheevoy E.A., 2022. 70 s.
6. Kem A.A., Yushkevich L.V., Schitov A.G. Sovershenstvovanie sposobov poseva zernovyh v Zapadnoy Sibiri // Zernovoe hozyaystvo. 2007. № 1. S. 17–19.
7. Agrohimicheskie metody issledovaniya pochv / pod red. Z.G. Il'kovskoy [i dr.]. M.: Nauka, 1975. 656 s.
8. Toropova E.Yu. Fitosanitarnaya diagnostika agroekosistem. Barnaul, 2017. 210 s.
9. Sineschekov V.E., Vasil'eva N.V. Fitosanitarnaya situaciya v zernovyh agrofitocenozah pri minimizacii obrabotki pochvy: monografiya / VASHNIL SO, SibNIISH, Novosibirsk, 2015. 138 s.
10. Vliyanie sposoba obrabotki na urozhay i kachestva zerna / V.G. Holmov [i dr.] // Zemledelie. 1988. № 9. S. 23.
11. Fitosanitarnye posledstviya priemov obrabotki pochvy lesostepi Zapadnoy Sibiri / E.Yu. Toropova [i dr.] // Vestnik Buryatskoy sel'skohozyaystvennoy akademii im. V.R. Filippova. 2012. № 3 (28). S. 86–91.
12. Suleymenov M.K. Seyat' nel'zya, parovat': sb. st. Alma-Aty, 2006. 220 s.
13. Dridiger V.K. Vozdelyvanie ozimoy pshenicy v sisteme pryamogo poseva v Stavropol'skom krae: monografiya. Stavropol': AGRUS, 2021. 192 s.
14. Strategicheskoe znachenie diversifikacii rastenievodstve / N.V. Stepnyh [i dr.] // Zemledelie. 2022. № 2. S. 7.
15. Yushkevich L.V., Pahotina I.V., Chibis V.V. Vliyanie predshestvennikov i tehnologii vozdelyvaniya na urozhaynost' i kachestvo zerna yarovoy pshenicy v lesostepi Zapadnoy Sibiri // AgroEkoInfo. 2018. № 2 (32). S. 7.
16. Tehnologiya vozdelyvaniya soi v Omskoy oblasti: rekomendacii / L.V. Yushkevich [i dr.]. Omsk, 2014. 32 s.
