Испытание сортов подсолнечника в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Основными резервами повышения продуктивности и стабилизации производства качественного зерна яровой пшеницы в Западной Сибири являются совершенствование структуры пашни, подбор предшественников, освоение ресурсосберегающих приёмов и систем обработки почвы, рациональное применение средств химизации, выращивание адаптивных сортов.

В структуре посевов полевых культур Западно-Сибирского региона доминируют зерновые – 8,6 млн га (63 %), из них более 6 млн га (74 %) отводится посевам яровой пшеницы. Основная площадь зерновых культур сосредоточена (до 80–85 %) в засушливых степных и южных лесостепных агроландшафтах с годовым количеством осадков менее 360 мм.

В Омской области из общей площади посева зерновых культур (2,14 млн га) яровая мягкая пшеница занимает 1,63 млн га, или 76,2 %, в том числе в южно-лесостепной зоне – 480 тыс. га (74 %). За последний 25-летний период резервы роста продуктивности зерновых культур, в том числе яровой пшеницы, при экстенсивных технологиях возделывания в регионе практически исчерпаны. Урожайность зерновых культур стабилизирована на уровне: степная зона – 1,20, южная лесостепь – 1,48 т/га, что не соответствует агроклиматическим ресурсам территории и бонитету пахотных земель.

Наибольшая эффективность чистого пара отмечена в засушливые годы. Если по чистому пару в южной лесостепи Омской области урожайность яровой мягкой пшеницы выше 2,0 т/га наблюдалась в 60,4 % случаев, то при повторном посеве – в 32,1, при бессеменном – лишь в 12,1 % [1].

По данным Сибирского НИИСХ, если урожайность зерна яровой пшеницы по пару принять за 100 %, то у второй культуры после пара она составляет 78 %, третьей – 68 % и четвертой – лишь 51 %. Отказ от чистого пара в полевых севооборотах может привести к снижению урожайности зерновых культур в засушливых агроландшафтах до 20–50 % [2].

В настоящее время, исходя из сложившейся структуры зерновых культур, в степной и южно-лесостепной зонах Омской области посевы яровой пшеницы по паровому предшественнику составляют 340 тыс. га (40 %), второй – до 300 тыс. га (до 35 %) и повторные (более двух лет) – более 200 тыс. га, или до 25 %. Урожайность зерна на данных предшественниках без применения средств интенсификации не достигает 1,2 т/га из-за снижения почвенного плодородия за счет ухудшения водного и питательного режимов почвы, повышения засоренности агрофитоценоза и усиления инфекционного фона. В то же время рядом исследователей эффективность парового поля в полевых севооборотах взята под сомнение [3–6].

Цель исследований – установить эффективность разных по интенсивности воздействия систем обработки черноземной почвы и средств химизации на урожайность зерна яровой пшеницы в повторных посевах в южной лесостепи Западной Сибири.

Объекты и методы

Исследования проведены в лесостепной зоне Омской области в длительном стационарном опыте лаборатории земледелия черноземной лесостепи ГНУ СибНИИСХ в 2005–2014 гг. в повторном посеве яровой пшеницы. Зернопаровой севооборот, развернутый во времени и пространстве, имеет чередование культур: чистый пар – пшеница – пшеница – пшеница – ячмень. Почва опытного участка – лугово-черноземная среднемощная тяжелосуглинистая, с содержанием гумуса в пахотном слое 7–8 %, рН – 6,4.

Двухфакторный опыт включает:

– фактор А – система обработки почвы в севообороте: 1) отвальная (вспашка на глубину 20–22 см, ежегодно); 2) комбинированная (вспашка на глубину 20–22 см в паровом поле и под третью пшеницу после пара, плоскорезная на глубину 10–12 см под вторую пшеницу после пара и ячмень); 3) плоскорезная (на глубину 10–12 см, ежегодно); 4) минимальная (в паровом поле культивация на глубину 8–10 см, в остальных полях – без осенней обработки);

– фактор В – средства химизации: 1) контроль (без средств химизации); 2) гербициды (топик + гренч); 3) удобрения (N 24 P 39 на 1 га пашни), в т.ч. под третью пшеницу – N 30 P 30 ; 4) гербициды + удобрения; 5) гербициды + удобрения + фунгициды (тилт – 250); 60 гербициды + удобрения + фунгициды + ретарданты (Це-Це-Це 460) или комплексная химизация.

Среднеранние сорта яровой мягкой пшеницы Памяти Азиева и Омская 36 высевали 15–25 мая с нормой высева по пару – 5,0 млн всхожих зерен на 1 га, третьей культуры – 4,5 млн/га. Посев проведен дисковой сеялкой СЗ-3,6, с 2012 г. – ПК «Selford». Уборка однофазная комбайнами Сампо с оставлением измельченной соломы на поле. Площадь делянки первого порядка – 2700 м2, второго – 450 м2, учетная площадь – 36 м2. Размещение систематическое в 4-кратной повторности.

Погодные условия в годы исследований в целом были близки к среднемноголетним (ГТК – 1,08). Засушливые вегетационные периоды согласно ГТК отмечены в 40 % случаев: 2008 г. (0,69); 2010 г. (0,55); 2012 г. (0,69); 2014 г. (0,68).

Результаты исследований

Перенасыщение посевов яровой пшеницы в структуре пашни и недостаточная доля наиболее ценных предшественников способствуют увеличению повторных посевов, уменьшая продуктивность пашни и качество зерна. Основная причина – снижение почвенного плодородия вследствие ухудшения водного и питательного режимов почвы, увеличение засоренности и инфицированности агрофитоценоза. В то же время в регионе недостаточно проведено сравнительной, объективной оценки различных по качеству предшественников и агротехнологий разного уровня интенсивности.

Длительные исследования показали, что продуктивность яровой мягкой пшеницы определяется предшественником и уровнем химизации (табл. 1).

Без применения средств химизации в севообороте наблюдается чёткая закономерность снижения урожайности зерна по мере удаления посевов яровой пшеницы от парового предшественника, в среднем с 2,17 до 1,11 т/га, или на 48,8 %. При комплексном применении средств химизации продуктивность культуры повышается в среднем в 2,2 раза (до 3,39 т/га), но закономерность сохраняется. Урожайность яровой пшеницы в повторных посевах уступала паровому предшественнику на 1,64 т/га, или на 39,0 %.

Преимущество парового предшественника обусловлено оптимизацией элементов почвенного плодородия и состоянием основных компонентов агрофитоценоза. Применение различных систем обработки почвы в севообороте, различающихся по интенсивности воздействия на гумусовый слой чернозема, и комплексное применение средств химизации также оказывают заметное влияние на состояние агрофитоценоза и продуктивность яровой пшеницы (табл. 2).

Таблица 1

Урожайность зерна яровой мягкой пшеницы в зернопаровом севообороте, 2005–2014 гг.

Размещение после пара	Без химизации (контроль)			Комплексная химизация
	т/га	снижение урожайности		т/га	снижение урожайности
		т/га	%		т/га	%
Первая	2,17	–	–	4,20	–	–
Вторая	1,43	0,74	34,1	3,40	0,80	19,0
Третья	1,11	1,06	48,8	2,56	1,64	39,0
Среднее	1,57	–	–	3,39	–	–

Установлено, что в повторных по- севах (третья пшеница после пара) в сравнении с паровым предшественником плотность гумусового (0–30 см) слоя почвы повышается на 8,0 % (до 1,15 г/см3), что не превышает оптимальные значения. Содержание нитратного азота в почве перед посевом снижается в 2,3–2,4 раза, а различие в обеспеченности доступным фосфором и обменным калием несущественно. Засоренность посевов повышается в 1,4–2,9 раза, степень поражения растений корневыми гнилями возрастает на 10–12 %. Развитие бурой ржавчины и мучнистой росы имеет тенденцию к снижению, а септориоза, наоборот, к усилению, особенно при минимальной обработке (на 10–19 %). Коэффициент водопотребления на 1 т зерна по вариантам обработки возрастает на 20–46 %.

Таблица 2

Сравнительная оценка элементов плодородия в зависимости от агротехнологий возделывания яровой мягкой пшеницы в южной лесостепи, 2005–2012 гг.

Параметр	Вариант химизации	Предшественник
		пар	1          вторая пшеница
			Система обработки почвы
		комбинированная	минимальная	комбинированная	минимальная
Плотность почвы перед посевом в слое 0–30 см, г/см3	2	1,05	1,08	1,12	1,18
Содержание перед посевом N-NO3 в слое	1*	16,9	15,1	8,2	4,9
0–40 см, мг/кг	2*	22,4	20,2	11,1	7,7
Содержание перед посевом Р2О5 в слое	1	104	117	106	112
0–20 см, мг/кг	2	229	228	213	239
	1	324	580	429	667
Засоренность посевов, г/м2	2	68	66	102	113
Доля сорняков в биомассе	1	17,6	34,9	30,7	43,2
агрофитоценоза, %	2	2,8	2,8	7,4	8,7
Степень поражения растений	1	17,4	18,6	18,4	21,8
корневыми гнилями, %	2	13,7	18,0	16,5	18,4
Развитие листостеблевых инфекций:	1	7,11	5,94	4,16	4,62
– бурая ржавчина, %	2	2,40	3,18	1,54	1,48
– септориоз, %	1	7,15	4,90	7,32	6,96
	2	3,54	3,78	3,05	4,97
– мучнистая роса, %	1	4,44	5,46	5,54	4,18
	2	3,61	3,83	3,51	2,04
Коэффициент водопотребления на 1 т зерна,	1	113	121	117	163
мм	2	70	79	99	119
	1	2,26	1,95	1,44	1,04
Урожайность зерна, т/га	2	4,,42	4,04	2,,55	2,26
Содержание клейковины в зерне, %	1	28,2	27,7	25,6	24,6
	2	30,7	29,2	28,4	27,2

Примечание. 1* – контроль (без химизации); 2* – комплексная химизация.

Урожайность яровой пшеницы среднераннеспелого биотипа при возделывании по пару существенно выше (в среднем в 1,7 раза) при увеличении клейковины в зерне до 28–30 %, чем в повторных посевах.

Сравнительная оценка комбинированной и минимальной систем обработки почвы в зернопаровом севообороте показала, что на предельно минимальном варианте оптимизируется плотность пахотного слоя чернозёма (в среднем 1,13 г/см3). Однако расход влаги на формирование 1 т зерна – менее экономный на 15–19 %; обеспеченность нитратным азотом к посеву снижается на 11–14 %; засоренность агрофитоценоза возрастает на 13–61, степень поражения растений корневыми гнилями – на 13–21 %. Различие в инфицированности верхнего яруса листьев листостеблевыми болезнями между системами обработки почвы незначительно. За период исследований снижение продуктивности яровой пшеницы при минимальной системе обработки почвы относительно комбинированной на контроле (без химизации) составило 0,31–0,40 т/га (13,7–27,8 %), а в вариантах с комплексной химизацией различие уменьшалось до 9,0–11,4 %.

Минимизация обработки почвы в севообороте приводит к сокращению биологической активности почвы, заметному снижению нитрификации, следовательно, нитратного азота почвы и уменьшению реутилизации азотистых веществ в зерновку яровой пшеницы. Это снижает относительно комбинированного варианта белковость зерна с 13,6–15,2 до 12,3–14,7 % и содержание клейковины на 1,2–1,5 %.

Доминирующий фактор повышения продуктивности яровой пшеницы на черноземных почвах лесостепи – химизация земледелия, прежде всего внесение минеральных удобрений, применение которых в ряде областей Сибири за последние 25 лет сократилось до 3–4 кг на гектар пашни. Наблюдения показали, что рациональное применение средств интенсификации оказывает существенное положительное влияние на состояние агрофитоценоза посевов яровой пшеницы. Комплексное применение средств химизации способствовало повышению содержания нитратного азота в почве к посеву на 36 %, подвижного фосфора – в 2,1 раза, снижению засоренности агрофитоценоза в 5,8 раза, поражению растений корневыми гнилями – на 11,2 %, уменьшению развития листостеблевых инфекций, в том числе бурой ржавчиной, – в 2,5 раза, септориозом – в 1,7 и мучнистой росой – в 1,5 раза. В результате экономия влаги на формирование 1 т зерна – 29 %. По изучаемым предшественникам комплексное применение средств химизации способствует повышению урожайности в 2 раза, в том числе по паровому предшественнику – до 4,42 т/га, при этом содержание клейковины в зерне увеличивалось до 29,2–30,7 %.

Анализ продуктивности яровой пшеницы в повторных посевах показывает, что она существенно зависит от применения средств химизации и интенсивности систем обработки почвы в севообороте (табл. 3). При выращивании в повторных посевах урожайность зерна на контроле (без химизации) в среднем составляла только 1,12 т/га. Причем минимальные варианты обработки обеспечивали урожайность менее 1 т зерна с гектара. Раздельное применение удобрений было менее выгодным в сравнении с применением только гербицидов. В данных вариантах урожайность при комбинированной системе обработки превышала минимальную на 0,29–0,42 т/га, или на 29,4–32,3 %. При комплексном применении средств химизации продуктивность культуры повышалась в среднем до 2,47 т/га. Однако урожайность зерна в комбинированном варианте также превышала минимальный вариант на 0,47 т/га (21,2 %), а плоскорезный – на 0,36 т/га (13,4 %).

Прибавки зерна от применения средств химизации по возрастающему влиянию на урожайность составили: от ретардантов – 0,06 т/га (2,5 %), фунгицидов – 0,34 (16,4 %), удобрений – 0,36 (32,1 %), гербицидов – 0,44 (39,3 %), гербицидов и удобрений – 0,95 (84,8 %) и комплексной химизации – 1,35 т/га, или в 2,2 раза относительно контроля (без химизации).

За период исследований минимальная прибавка от применения комплексной химизации получена при отвальной системе обработки почвы – 101,5 %, а максимальная – при плоскорезной системе – 147,9 %. Установлено, что варьирование урожайности зерна в зависимости от технологии возделывания и гидротермических условий в повторных посевах было высоким, в среднем 40,2 %, в то время как по паровому предшественнику снижалось до 27,0 %, или в 1,5 раза. Более низкий показатель варьирования урожайности зерна отмечен при комбинированной системе обработки почвы – 32,3%, а при отвальной самый высокий – 47,6 %.

Урожайность зерна третьей пшеницы после пара в зависимости от агротехнологии возделывания (2006–2014), т/га

Таблица 3

Средство химизации (фактор В)	Система обработки почвы (факт ор А)				Средняя по фактору В, НСР 05 = 0,07	Варьирование урожайности, %
	отвальная	комбинированная	плоскорезная	минимальная
Без средств химизации (контроль)	1,31	1,27	0,94	0,98	1,12	31,0
Гербициды	1,81	1,76	1,33	1,36	1,56	35,9
Удобрения	1,71	1,72	1,21	1,30	1,48	42,1
Гербициды + удобрения	2,20	2,24	1,93	1,91	2,07	41,9
Гербициды + удобрения + фунгициды	2,51	2,47	2,35	2,30	2,41	44,2
Комплексная химизация	2,64	2,69	2,33	2,22	2,47	45,9
Средняя по фактору А, НСР05 = 0,07	2,03	2,02	1,68	1,68	1,84	–
Варьирование урожайности, %	47,6	32,3	41,9	40,2	–

Примечание: НСР05 (для частных средних) – 0,17 т/га.

Применение средств химизации способствует существенному росту продуктивности пшеницы, однако не повышает устойчивость растений к стрессовым ситуациям, в том числе и к засухе; варьирование урожайности по годам, в отличие от парового предшественника, остается высоким, – 42–46 %.

Доминирующими факторами, влияющими на урожайность зерна яровой пшеницы, являются средства интенсификации – 30,6 %, вклад предшественников – 22,0 %, погодные условия – 13,3 и система обработки почвы – менее 10 %.

Заключение

Таким образом, возделывание яровой пшеницы в повторных посевах вследствие снижения почвенного плодородия, ухудшения водного режима и фитосанитарного состояния агрофитоценоза приводит к уменьшению урожайности зерна относительно парового предшественника до 39,0–48,8%. Наибольшее снижение продуктивности яровой пшеницы в повторных посевах отмечено при экстенсивных технологиях возделывания культуры, в том числе минимизации обработки почвы. Комплексное применение средств химизации повышает урожайность зерна до 2,26–2,55 т/га, уступая паровому предшественнику на 42–44 %.