Агрофизические факторы формирования урожая озимого рапса под влиянием основной обработки почвы

Введение. Озимый рапс предъявляет повышенные требования к воднофизическим условиям почвы, особенно в критические периоды вегетации – при появлении всходов, перезимовке и формировании урожая. Выбор способа основной обработки почвы определяет плотность сложения, влагообеспеченность и аэрацию корнеобитаемого слоя, что непосредственно сказывается на полевой всхожести, сохранности растений и урожайности семян [5]. В последние годы в связи с ростом посевных площадей озимого рапса в России активизировались исследования по оптимизации обработки почвы, в том числе замене традиционной вспашки ресурсосберегающими приёмами [1, 2].

Как показали исследования А. С. Бушнева [3], А. А. Дудука с соавторами [5] и В. С. Паштецкого с соавторами [9], вспашка в большинстве зон (Центральное Предкавказье, Крым, Украина, Беларусь) обеспечивает более стабильную урожайность озимого рапса по сравнению с безотвальными и поверхностными обработками, особенно на почвах тяжёлого гранулометрического состава и в условиях недостаточного увлажнения.

Влагообеспеченность – ключевой фактор, но её увеличение за счёт мульчирования (No-till) может нивелироваться аллелопатическим действием растительных остатков и снижением полевой всхожести [10, 12].

На лёгких почвах при достаточном удобрении поверхностные обработки могут давать урожайность на уровне вспашки и даже превосходить её по экономической эффективности [8, 11].

Современные комбинированные агрегаты (диско-лаповые культиваторы, MzuriPro-Till) способны создавать приемлемые агрофизические условия для озимого рапса и служить альтернативой вспашке в ресурсосберегающих технологиях, однако требуется адаптация доз удобрений и средств защиты [7, 8].

Учитывая, что Орловская область является одним из ведущих регионов России по производству озимого рапса с ежегодно растущими посевными площадями и ограниченным набором предшественников (чистый пар, озимая пшеница, ячмень), изучение различных приёмов основной обработки почвы, включая замену вспашки культивацией тяжёлыми диско-лаповыми орудиями и применение комбинированных агрегатов, приобретает высокую актуальность для разработки научно обоснованных, ресурсосберегающих и адаптированных к местным погодным условиям технологий возделывания озимого рапса.

Цель исследований. Обоснование выбора приема основной обработки почвы при возделывании озимого рапса после зернового предшественника в почвенно-климатических условиях Орловской области.

Данное исследование обладает несомненной научной новизной, так как впервые для условий Орловской области проведено сравнительное комплексное исследование влияния вспашки и глубокой безотвальной обработки на водно-физические свойства почвы, полевую всхожесть, перезимовку, сохранность растений и урожайность озимого рапса после зернового предшественника с учётом метеорологических условий вегетационного периода культуры.

Условия, материалы и методы. Опыт проводился в производственных условиях ИП КФХ Верижников В.В., расположенного в Орловском муниципальном округе Орловской области в2024-2025 годах на двух полях (№28 и 29), и включал в себя следующие варианты:

• 1.    Вариант «Вспашка» подразумевал основную обработку почвы:вспашку плугом оборотным восьмикорпусным JD 3810 на глубину 20-22 см и выравнивание поля Kompaktomat PS на глубину 4-5 см.

• 2.    Вариант Культиватор включал обработку: диско-лаповым орудием HorschTiger MT (Германия) на глубину 23-25 см и выравнивание дисковой бороной Catros на глубину 6-8 см.

Предшественником озимого рапса была озимая пшеница. Почвы полей были представлены черноземом оподзоленным среднесуглинистым и имели следующую агрохимическую характеристику: рН солевой вытяжки – 4,6 (среднекислая), содержание подвижного фосфора – 17,3 мг на 100 г почвы (высокое), обменного калия – 12,7 мг на 100 г почвы (повышенное), гумуса – 5,5 % (среднее), гидролитическая кислотность (Нг) – 7,1 мг-экв. на 100 г почвы, коэффициент почвенного плодородия – 0,68. Высокая обеспеченность подвижным фосфором и повышенная обменным калием на фоне среднего содержания гумуса создаёт потенциально благоприятные условия для формирования урожая культуры после оптимизации кислотности.

Агротехника возделывания озимого рапса по интенсивной технологии была общепринятая для центральной части Орловской области. Метеорологические условия вегетации озимого рапса В 2024-2025 годах имели отличия от средних многолетних значений (таблица 1).

Таблица 1 – Метеорологические условия периода вегетации озимого рапса, 2024-2025 год

Месяц	Средняя температура С0		Сумма осадков, мм
	Текущий год	Средние многолетние данные	Текущий год	Средние многолетние данные
1	2	3	4	5
2024 год
июль	21,5	19,4	81,2	80,5
август	19,2	19,0	38,8	46,7
сентябрь	17,5	13,2	10,0	49,1
октябрь	8,8	6,7	62,3	50,3
ноябрь	1,4	1,2	78,0	54,5
декабрь	-1,6	-2,3	30,3	51,7
2025 год

январь	0,5	-5,6	24,6	51,0
февраль	-6,8	-4,1	16,7	38,5
март	4,0	0,4	47,6	40,6
Апрель	8,9	7,9	42,8	47,0

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5
Май	13,2	13,8	27,8	60,4
Июнь	15,7	17,8	120,2	62,9
Июль	20,9	19,4	40,2	80,5
Август	16,3	19,0	119,2	47,6
Сумма        за вегетационный период			739,7	761,3

Комплекс метеоусловий 2024–2025 гг. создал для озимого рапса стрессовую ситуацию на ключевых этапах развития. Острый дефицит осадков в сентябре 2024 года ухудшил полевую всхожесть и осеннее укоренение, однако тёплая и влажная осень (октябрь–ноябрь) частично компенсировала этот недостаток. Аномально мягкая зима обеспечила высокую сохранность растений. Наиболее критическим периодом стала весна–начало лета 2025 года: засушливый май ограничил цветение и формирование стручков, тогда как переувлажнённый июнь создал риск развития болезней. Таким образом, вегетация озимого рапса проходила в контрастных условиях с двумя засушливыми фазами (сентябрь и май), что делает особенно важным выбор агроприёмов, повышающих влагообеспеченность в критические периоды.

Отбор почвенных образцов осуществляли согласно ГОСТ Р 58595-2019.Плотность почвы (объёмную массу) определяли методом режущего кольцас использованием колец-пробоотборников (объёмом 300 см2). Определение проводили в соответствии с ГОСТ 5180-2015. Влажность почвы (W, %) устанавливали термостатно-весовым (гравиметрическим) методом по ГОСТ 28268-89. Запас продуктивной влаги в почве (в мм) вычисляли расчётным методом. Полевую всхожесть оценивали согласно ГОСТ 12038-84. Густоту стояния растений учитывали методом прямого подсчёта на закреплённых учётных площадках размером 1,0 м² (4-кратная повторность). Перезимовку и сохранность растений фиксировали в соответствии с ГОСТ Р 58595-2019.

Урожайность озимого рапса учитывали методом сплошного обмолота с каждой учётной площади с последующим взвешиванием и пересчётом на стандартную (14%) влажность и 100%-ную чистоту. Массу 1000 семян определяли по ГОСТ 10842-89.

Результаты и обсуждение. Водно-физические свойства доступность воды и воздуха для растений, а также условия роста корневой системы. Для озимого рапса, чувствительного к переувлажнению и засухе, эти показатели критически влияют на полевую всхожесть, перезимовку, формирование генеративных органов и массу семян.Для оценки влияния обработки почвы на водно-физические условия возделывания озимого рапса выделены три критические фазы: Всходы – осеннее укоренение (начало октября 2024г); Возобновление вегетации (стеблевание) (середина апреля 2025г); налив семян (восковая спелость) (конец июля 2025г.)

Нами были определеносодержание продуктивной влаги в слое 0…100 см почвы по вариантам опыта в эти три срока (таблица 2).

Таблица 2 – Содержание продуктивной влаги в слое 0…100 см по различным способам основной обработки почвы по срокам отбора образцов в период вегетации озимого рапса, 2024-2025 год (мм)

Показатель	Октябрь 2024 г.	Апрель 2025г.	Июль 2025 г.
Вспашка	179,87	195,05	160,01
Культиватор	175,03	200,00	155,01
Разница (вспашка – культиватор)	+4,84	–4,95	+5,00

Проведённый анализ водно-физических свойств почвы в трёх фазах вегетации озимого рапса (октябрь 2024, апрель 2025, июль 2025) показал, что характер сезонного перераспределения продуктивной влаги зависит от приёма обработки. В осенний и летний периоды преимущество по суммарным запасам влаги в слое 0–100 см имела вспашка (превышение над вариантом с культиватором составило 4,84 мм в октябре и 5,00 мм в июле), что объясняется более выраженной пористостью и способностью обеспечивать инфильтрацию ливневых осадков в глубокие горизонты почвенного профиля. Весной, напротив, культиватор обеспечивал накопление на 4,95 мм больше, чем вспашка, благодаря сохранению капиллярной структуры, уменьшению испарения с поверхности и более раннему прогреванию профиля. Влияние метеорологических условий 2024–2025 гг. проявилось в следующем: засушливый сентябрь и влажный октябрь лучше компенсировались вспашкой; тёплая зима и близкие к норме апрельские осадки позволили культиватору аккумулировать дополнительную влагу; ливневые осадки в июне после засушливого мая более эффективно использовались вспашкой, что снизило стрессовую нагрузку на растения. При этом во все сроки отбора суммарные запасы продуктивной влаги оставались в агрономически оптимальном диапазоне, а межвариантные различия не превышали 5 мм (около 2,5–3% от общего запаса), что свидетельствует о равноценной водообеспеченности озимого рапса при обоих приёмах обработки в конкретный сезон.

Плотность почвы (объёмная масса) — интегральный водно-физический показатель, характеризующий уплотнение твёрдой фазы и поровое пространство. Она должна находиться в оптимуме, обеспечивающем сбалансированность водного, воздушного, теплового и питательного режимов. Для озимого рапса вредны как переуплотнение, так и чрезмерная рыхлость, особенно в пахотном горизонте. Выбор между вспашкой и безотвальной обработкой определяется достижением наилучшей для рапса плотности сложения с учётом типа почвы, предшественника и погодных условий (таблица 3).

В пахотном горизонте (0–30 см) плотность почвы при вспашке варьировала в пределах 1,08–1,28 г/см³ (средняя за сезон – 1,16 г/см³), на варианте с культиватором – 1,16–1,26 г/см³ (средняя – 1,21 г/см³). В течение вегетации плотность постепенно возрастала (осенне-зимняя усадка, иссушение, уплотнение под собственной массой), при этом разница между вариантами сохранялась на уровне ≈0,05 г/см³. В слое 30–100 см плотность была одинаковой для обоих вариантов и стабильной во времени (1,27–1,36 г/см³), что обусловлено ограничением влияния обработки пахотным горизонтом. Для среднесуглинистого чернозёма оптимальный диапазон плотности составляет 1,10–1,20 г/см³, критический порог – 1,35 г/см³. При вспашке плотность во все сроки находилась в пределах оптимума (1,14–1,18 г/см³); на варианте с культиватором – на верхней границе оптимума (1,19–1,21 г/см³) с незначительным превышением (1,22 г/см³) в июле, что остаётся допустимым. Таким образом, вспашка обеспечивает более низкую плотность (в среднем на 0,05 г/см³ ниже), что создаёт благоприятные условия для развития корневой системы озимого рапса; оба варианта не достигают критических значений уплотнения.

Таблица 3 – Динамика плотности почвы (0–30 см) по вариантам обработки, г/см³

Вариант обработки	Октябрь 2024 г.	Апрель 2025 г.	Июль 2025 г.	Среднее за сезон
Вспашка	1,14	1,16	1,18	1,16
Культиватор	1,19	1,21	1,22	1,21

Полевая всхожесть и густота всходов отражают качество обработки верхнего (0–5 см) слоя почвы: его плотность, капиллярность и влагообеспеченность, определяющие контакт семян с почвой. Оптимальные значения достигаются при создании умеренно рыхлого, мелкокомковатого ложа; глыбистость, переуплотнение или излишняя рыхлость снижают всхожесть.

Перезимовка (доля растений, сохранившихся после зимы) и весенняя сохранность зависят от глубины залегания точки роста, развития розетки, накопления сахаров, а также от теплофизических свойств почвы (плотность, теплопроводность, степень промерзания, наличие крупных пор). Слишком рыхлый пахотный слой способствует выпиранию растений, чрезмерно плотный – ухудшает аэрацию и весеннее прогревание. Более высокая сохранность растений указывает на лучшее физическое состояние почвы, создаваемое конкретным приёмом обработки.

Норма высева – 50 шт./м². В засушливый сентябрь 2024 года (10 мм осадков при норме 49 мм) вспашка обеспечила более высокую влагоёмкость и рыхлость верхнего слоя почвы, что повысило полевую всхожесть на 8% и густоту всходов на 4 шт./м² по сравнению с вариантом культиватора.

Мягкая зима (январь +0,5 °C при норме -5,6 °C) обусловила незначительное выпревание, однако лучше развитая розетка растений на фоне вспашки (благодаря осенней влагообеспеченности) способствовала повышению сохранности после перезимовки (92% против 88%). Разница в густоте стояния растений рапса весной достигла 5,3 шт./м² в пользу вспашки (таблица 4).

В весенне-летний период (засушливый май – 27,8 мм при норме 60,4 мм; переувлажнённый июнь – 120,2 мм) вариант с культиватором, формируя весной более высокие запасы продуктивной влаги и лучшую структуру почвы, снизил гибель растений: потери от весны до уборки составили 4% против 6% при вспашке. Однако из-за исходно меньшей густоты итоговая густота перед уборкой осталась выше при вспашке. Интегральная полевая сохранность за весь период также была выше при вспашке (86,5% против 84,4%), хотя разница

(2,1 %) статистически не доказана (НСР ₀₅ превышена по густоте и всхожести, но не по сохранности).В метеоусловиях 2024–2025 гг. (засушливая осень, мягкая зима, засушливый май, влажный июнь) классическая вспашка (John Deere 3810) обеспечила достоверно лучшие показатели роста и развития озимого рапса по сравнению с глубокой безотвальной обработкой (HorschTiger MT).

Таблица 4 – Показатели роста и развития озимого рапса по вариантам опыта (среднее по трем площадкам), 2024-2025 гг.

Показатель	Вспашка	Культиватор
Густота всходов, шт./м²	43,0	39,0
Полевая всхожесть семян, %	86,0	78,0
Густота стояния растений весной (начало вегетации), шт./м²	39,6	34,3
Сохранность после перезимовки, %	92,0	88,0
Густота стояния растений перед уборкой, шт./м²	37,2	32,9
Полевая сохранность (за весь период), %	86,5	84,4

Урожайность озимого рапса (масса семян с единицы площади) формируется элементами структуры урожая: густотой продуктивного стеблестоя, количеством стручков на растении, числом семян в стручке и массой 1000 семян.По итогам 2025 года мы получили следующие данные по урожайности рапса озимого и его структуре по вариантам обработки почвы (Таблица 5).

Таблица 5 – Урожайность озимого рапса по вариантам опыта и его структура (НСР05 по урожайности = 1,8 ц/га), 2025 год

Показатель	Вспашка	Культиватор
Густота перед уборкой, раст./м²	37,2	32,9
Количество стручков на растении, шт.	124,0	130,0
Количество семян в стручке, шт.	20,0	20,0
Масса 1000 семян, г	4,50	4,50
Урожайность, ц/га	41,5	38,5

Густота стояния растений рапса при вспашке выше (37,2 раст./м²), чем на варианте с культиватором (32,9 раст./м²), благодаря лучшей полевой всхожести в засушливую осень 2024 г. и перезимовке. Количество стручков на растении, напротив, больше при культиваторе (130 против 124 шт.), что обусловлено компенсаторной реакцией на меньшую густоту и более высокими запасами продуктивной влаги весной (+11,8 мм в апреле). Число семян в стручке и масса 1000 семян по вариантам не различались. Достоверная разница в урожайности составила 3,0 ц/га (41,5 ц/га при вспашке против 38,5 ц/га при культиваторе) при НСР05 = 1,8 ц/га.

В почвенно-климатических условиях 2024–2025 гг. (засушливая осень, сухой май, переувлажнённый июнь) классическая вспашка (John Deere 3810) обеспечила достоверное преимущество над глубокой безотвальной обработкой (HorschTiger MT) за счёт формирования более высокой густоты стеблестоя при сопоставимой компенсации со стороны элементов структуры урожая.

Выводы:

• 1.    Содержание продуктивной влаги в слое 0–100 см в критические фазы

• 2.    Плотность почвы в пахотном горизонте (0–30 см) при вспашке в среднем

• 3.    В засушливую осень 2024 г. полевая всхожесть семян озимого рапса на

• 4.    Урожайность озимого рапса по вспашке составила 41,5 ц/га, что

  достоверно выше (НСР 05 = 1,8 ц/га) по сравнению с вариантом культиватора (38,5 ц/га). Преимущество вспашки обусловлено более высокой густотой продуктивного стеблестоя (37,2 против 32,9 раст./м²) при сопоставимых значениях количества семян в стручке и массы 1000 семян, несмотря на частичную компенсацию со стороны числа стручков на растении на варианте с культиватором.

• 5.    В контрастных метеорологических условиях 2024–2025 гг. (засушливые

  сентябрь и май, переувлажнённый июнь) классическая вспашка плугом JohnDeere 3810 на глубину 20–22 см обеспечила более стабильные показатели водообеспеченности, плотности, полевой всхожести и сохранности растений, что позволяет рекомендовать её в качестве предпочтительного приёма основной обработки почвы под озимый рапс после зернового предшественника в условиях Орловской области.

вегетации (октябрь, апрель, июль) находилось в агрономически оптимальном диапазоне (155–200 мм), при этом в осенний и летний периоды вспашка обеспечивала незначительное преимущество над культиватором (на 4,8–5,0 мм), а весной – культиватор превосходил вспашку на 4,95 мм; межвариантные различия не превышали 2,5–3% от общего запаса, что свидетельствует оравноценнойводообеспеченности культуры при обоих приёмах обработки.

за сезон составила 1,16 г/см³, что соответствует оптимальному диапазону (1,10–1,20 г/см³) для чернозёма оподзоленного среднесуглинистого; в варианте с культиватором средняя плотность была выше (1,21 г/см³) и находилась на верхней границе оптимума, однако вспашка создавала более благоприятные условия для развития корневой системы.

варианте со вспашкой оказалась на 8% выше, чем на варианте с культиватором (86% против 78%), густота всходов – на 4 шт./м² больше; мягкая зима обеспечила высокую сохранность растений, причём по перезимовке вариант со вспашкой также превосходил вариант с культиватором (92% против 88%).