Резервы повышения продуктивности ярового рапса в лесостепных агроландшафтах Западной Сибири

Введение . В настоящее время в странах с развитым сельским хозяйством, особенно расположенных в зонах с умеренным климатом, интенсивно наращивается производство рапса. Опыт европейских стран и Канады свидетельствует о том, что проблема белка для комбикормовой промышленности и производства масла могут быть решены за счет освоения культуры рапса. С применением современных технологий выращивания рапса Канада, Швеция, Германия, Финляндия и другие страны освободились от зависимости поставок соевого шрота из США и растительного масла из других стран. Широкое внедрение этой ценнейшей масличной и кормовой культуры в Западной Сибири – важнейший источник пополнения ресурсов растительного масла и белка кормов. Данные зарубежных и отечественных исследований свидетельствуют о том, что наиболее эффективно выращивание без-эруковых и низкоглюкозинолатных сортов, масло которых – отличный пищевой продукт, а жмых и шрот – источник протеина для животных [1; 2; 3].

Преимущество рапса перед другими сельскохозяйственными культурами обусловлено скороспелостью, холодостойкостью, высоким коэффициентом размножения, использованием продукции в различных направлениях.

В Омской области освоение культуры рапса на семена началось с 1982 г. (3,9 тыс. га), уже в 1983 г. посевы только на маслосемена увеличились до 30 тыс. га при урожайности 0,6–0,7 т/га. В 90-е годы XX века, в связи с известными организационно-экономическими причинами и резкими сокращениями животноводства, площади возделывания культуры существенно сократились. В начале XXI века, в том числе в связи с завершением строительства Таврического рапсового перерабатывающего завода (Омская область, Таврический район), началось расширение посевов рапса. Так, в 2009 г. площадь возделывания культуры на маслосемена в регионе составила 21,5 тыс. га, в 2015 г. – 56,9 и в 2018 г. достигла 155 тыс. га, или за 10 лет увеличилась в 7,2 раза при урожайности менее 1,0 т/га. Повышение продуктивности рапса достигается при интенсивной технологии возделывания культуры [4].

В этой связи целью исследований было установить влияние технологических приемов с применением средств интенсификации на семенную продуктивность ярового рапса в лесостепи Западной Сибири.

Материалы и методы. Изучение технологических приемов возделывания рапса на маслосемена проводили в 2013– 2017 гг. в лаборатории ресурсосберегающих агротехнологий в южно-лесостепной зоне «Омского АНЦ» Омской области.

Яровой рапс (гибрид «Сальса КЛ») высевали в четырехпольном плодосменном севообороте с чередованием культур: рапс яровой – пшеница яровая – соя – пшеница яровая.

В двухфакторном стационарном опыте изучали три системы обработки почвы и пять вариантов применения средств интенсификации.

Применяли следующие системы обработки почвы:

• 1)    отвальную (вспашка на 20–22 см, ежегодно);

• 2)    комбинированную (без основной обработки под рапс, вспашка под сою, плоскорезная обработка под зерновые);

• 3)    плоскорезную (на 10–12 см, ежегодно).

Варианты с применением средств химизации включали: контроль (без химизации), применение в различных сочетаниях гербицидов (Нопасаран – 0,8–1,0 л/га), удобрений (N 45 P 45 ), инсектицидов (Би-58 Новый – 1,0–1,2 л/га). Обработку посевов проводили опрыскивате-лем ОП-2000 с расходом жидкости 200–300 л/га.

Посев рапса – 20–25 мая рядовым способом сеялкой СН-16 с нормой высева 3 кг/га (600–700 тыс. всхожих семян на гектар), уборка учетных делянок однофазная комбайном Сампо-130. Повторность 4-кратная.

Микробиологические исследования проводили стандартными общепринятыми методами [5].

Результаты и обсуждение. Установлено, что перед посевом ярового рапса содержание N-NO 3 в слое почвы 0–40 см по всем вариантам было средним (около 10 мг/кг), после уборки, в связи с интенсивным потреблением нитратного азота, уменьшалось до низкого уровня (5,2– 5,6 мг/кг). Обеспеченность почвы подвижным фосфором (по Чирикову) оценивалась как повышенная (116–140 мг/кг), обменным калием – очень высокая (более 250 мг/кг).

К посеву рапса оптимальное увлажнение (169 мм) и более экономный коэффициент водопотребления (119 мм/т семян) отмечались на плоскорезной системе обработки почвы. На фоне комплексной химизации, в основном из-за повышения продуктивности рапса, водопотребление на единицу продукции снижалось в среднем в 3,4 раза.

Засоренность посевов рапса в значительной степени определялась технологией возделывания культуры. Так, на контроле (без химизации) степень засорения посевов была очень сильной (42,7– 50,5 % от биомассы), с преобладанием мятликовых и корнеотпрысковых сорняков. Обработка посевов рапса гербицидом способствовала подавлению численности

(в 5,1 раза) и биомассы сорняков до низкого уровня (6,1 %). Максимальное снижение сорного компонента в посевах рапса происходило при комплексном применении средств интенсификации со снижением биомассы сорняков до очень низкого уровня – 2,9–3,6 % (в 14,4 раза), без существенных различий между вариантами обработки почвы (табл. 1).

Таблица 1

Засоренность посевов рапса в зависимости от технологии возделывания, 2013–2017 гг.

Система обработки почвы (фактор А)	Вариант химизации (				актор В)		Среднее по фактору А
	контроль (без химизации)		гербицид		комплексная химизация
	г/м2	от биомассы, %	г/м 2	от биомассы, %	г/м2	от биомассы, %	г/м2	от биомас сы, %
Отвальная	616	50,5	101	5,4	54	3,6	257	19,8
Комбинированная	508	42,7	96	4,8	52	3,1	219	16,9
Плоскорезная	648	45,4	148	8,1	48	2,9	281	18,8
Среднее по фактору В	591	46,2	115	6,1	51	3,2

Включение рапса в полевые севообороты приводит к снижению распространенности корневых гнилей зерновых культур в период кущения растений. В повторных посевах пшеницы после пшеницы данные показатели были выше в 1,3–1,5 раза. В посевах пшеницы, высеваемой после рапса, фитосанитарное состояние улучшается в связи со снижением активности возбудителя – гриба Вipolaris sorokiniana [6]. Урожайность яровой пшеницы по рапсовому предшественнику повышалась на 0,42 т/га.

Исследования показали, что наиболее высокая численность микроорганизмов под пшеницей, следующей после рапса, была при ресурсосберегающей плоскорезной обработке и применении средств комплексной химизации и составляла 253,4 млн КОЕ/г. Количество нитрифика-торов на фоне комплексной химизации возросло на 45 % в сравнении с контролем без удобрений при плоскорезной обработке. Существенных изменений в численности других определяемых групп бактерий и грибов при различных технологиях возделывания пшеницы после рапса не отмечалось. При исследовании целлюлозолитической активности почвы, по которой можно судить о ее эффективном плодородии [7], наблюдалась тенденция усиления процесса разложения целлюлозы при плоскорезной обработке – на 23,6 % к отвальной технологии. Применение комплексной химизации нивелировало эти различия: 45,1 % разложения целлюлозы при вспашке, 48,2 % – при плоскорезной обработке.

Нитрификационная способность почвы является одним из показателей ее биологической активности, характеризующим накопление азота нитратов в благоприятных условиях при компостировании. На контроле, без внесения удобрений и применения пестицидов, она составила при разных технологиях обработки почвы 22–25 мг/кг. При применении комплексной химизации на фоне плоскорезной обработки нитрато-накопление возрастало на 28,5 % по отношению к вспашке, возможно, за счет сохранившихся растительных остатков предшественника (рапса) [6].

По величине суммарной биологической активности, учитывающей в относительных процентах все определяемые показатели [8], вариант плоскорезной обработки почвы в сочетании с применением средств комплексной химизации был наибольшим, составляя 120 % (контроль – отвальная обработка – 100 %) (табл. 2).

В условиях Западной Сибири отмечается до 20 видов вредителей, которые могут вызвать гибель посевов или существенно снизить продуктивность рапса, поэтому получить высокий урожай культуры без средств защиты растений, включая инсектициды, невозможно. Основными вредителями на яровом рапсе при проведении исследований были крестоцветные блошки и рапсовый цветоед. Заселение популяции капустной моли отмечалось в 2013 и 2015 гг., капустной белянки – летом 2014 г.

Таблица 2

Биологическая активность лугово-черноземной почвы под пшеницей после рапса в зависимости от технологии обработки почвы и применения средств химизации (слой 0–20 см), n = 9

Вариант	Численность микроорганизмов, КОЕ/г						Ин-тен-сив-ность разложения целю-лозы, %	Нит-ри-фика-цион-ная способ-ность, N-NO 3 , мг/кг	Сум-мар-ная биоло-гиче-ская актив-ность, %
	бак-терии, расту-щие на МПА, млн	микро-орга-низ-мы на КАА, млн	фосфат-моби ли- зую-щие, млн	нит-ри-фикаторы, тыс.	грибы, тыс.	Общее количе-ство м/о, млн
Контроль (без химизации)
От-валь-ная	27,6	27,7	70,1	1,14	35,8	210,8	34,7	22,2	100
Ком-бини-рованная	24,5	26,3	57,9	1,30	38,3	171,4	36,0	21,8	100
Плоско-резная	30,3	29,2	73,2	1,31	48,0	222,6	42,9	25,3	113
Комплексная химизация
От-валь-ная	29,4	31,3	72,3	1,28	23,0	220,0	45,1	20,7	102
Ком-бини-рованная	29,5	29,6	63,4	1,63	44,5	203,0	38,4	22,6	107
Плоско-резная	32,3	35,9	90,0	1,91	44,1	253,4	48,2	26,6	120

Применение инсектицида приводило к резкому снижению численности вредителей, что способствовало повышению продуктивности рапса (табл. 3).

Таблица 3

Урожайность рапса (т/га) в зависимости от системы обработки почвы и применения средств химизации, 2013–2017 гг.

Вариант химизации (фактор В)	Система обработки почвы (фактор А)			Среднее по фактору В НСР 05 0,12 т/га
	отвальная	комбинированная	плоскорезная
Контроль	0,68	0,63	0,61	0,64
Гербицид	1,68	1,43	1,58	1,56
Гербицид + удобрения	1,77	1,56	1,67	1,67
Гербицид + удобрения + инсектициды в фазе всходов	1,98	1,91	2,08	1,99
Гербицид + удобрения + инсектициды в фазе всходов + в фазе трубкования (комплексная химизация)	2,19	2,15	2,31	2,22
Среднее по фактору А НСР 05 = 0,18 т/га	1,66	1,54	1,65

Наблюдения показали, что комплексное применение средств химизации повышало биомассу снопа с 1 м2 на 303 г (в 2,2 раза), высоту растений – до 109 см (на 18,5 %), количество стручков на растении – до 172 шт. (в 1,8 раза), что способствовало повышению семенной продуктивности рапса. Так, на контроле урожайность рапса составила в среднем 0,64 т/га. Совместное применение гербицида и удобрений способствовало повышению урожайности до 1,67 т/га, или в 2,6 раза.

Биологическая эффективность инсектицида «Би-58 Новый» в среднем по вариантам обработки почвы составила: отвальной – 78 %, комбинированной – 78 %, плоскорезной – 83 %, что способствовало при однократной обработке инсектицидом в начале вегетации повышению продуктивности рапса в среднем на 0,32 т/га (19,2 %), а с дополнительным применением в фазе бутонизации – до 2,22 т/га, или на 0,55 т/га (32,9 %).

В целом, комплексное применение средств интенсификации способствует устранению лимитирующих факторов роста продуктивности рапса на маслосемена (питательный режим, засоренность агрофитоценоза, вредители культуры) и обеспечивает повышение урожайности с 0,64 до 2,22 т/га, или в 3,5 раза. Если на контроле (без химизации) или при ограниченном применении средств интенсификации проявляется преимущество отвальной системы обработки почвы (на 0,07–0,21 т/га), то при комплексной химизации – ресурсосберегающей плоскорезной – до 0,10–0,12 т/га с сокращением энергозатрат на 18–25 %.

Качество семян рапса по содержанию белка находилось в пределах 21,5–23,0 %, а масличность – на высоком уровне – 44,4–46,3 %. Применение комплексной химизации способствовало повышению в семенах рапса белка и жира на 1,13 и 1,91 % относительно контрольного варианта. Остатков пестицидов в зерне не обнаружено.

Установлено, что рапс созревает неравномерно вследствие растянутого периода цветения культуры, но оптимальный срок косовицы – восковая спелость при влажности семян 31–38 %, когда формируется максимальная продуктивность и качество маслосемян. В это время нижние листья опадают, около половины стручков приобретают лимонно-зеленую окраску. Из способов уборки рапса в лесостепи более эффективен двухфазный, с дозреванием рапса в валках до 9 суток. При однофазной уборке дозревание семян растянуто до 24 суток, десикация посевов сокращает сроки обмолота на 5–9 суток при снижении всхожести семян до 8 %.

Допустимый предел влажности семян при зимнем хранении 10,5 %, при длительном хранении влажность семян необходимо снижать до 7–8 %. Хранение семян рапса с исходной влажностью 12 % снижает урожайность в потомстве на 0,17–0,29 т/га по сравнению с семенами, хранившимися при влажности 8 % [2].

В связи с высокой ценностью и экономической эффективностью рапса как культуры и предшественника необходимо расширение его посевов в Омской области до 200–250 тыс. га, или 5–7 % от площади пашни, с концентрацией посевов в более увлажненных лесостепных агроландшафтах.

Выводы . 1. Преимущество рапса перед другими сельскохозяйственными культурами обусловлено скороспелостью, холодостойкостью, высоким коэффициентом размножения, значительным продуктивным потенциалом, использованием культуры в различных направлениях.

• 2.    К посеву рапса наибольшее увлажнение (169 мм) и более экономный коэффициент водопотребления (119 мм/т семян) отмечались на ресурсосберегающей плоскорезной обработке почвы. На фоне комплексной химизации, в основном из-за повышения продуктивности рапса, водопотребление на единицу продукции снижается в среднем в 3,4 раза.

• 3.    Максимальное подавление сорного компонента, представленного в основном мятликовыми и корнеотпрысковыми видами, происходит в варианте с комплексной химизацией при снижении биомассы сорняков до очень низкого уровня – 2,9– 3,6 % (в 14,4 раза), без существенных различий между вариантами обработки почвы.

• 4.    При оценке суммарной биологической активности пахотного слоя луговочерноземной почвы под пшеницей после рапса вариант плоскорезной обработки превышал вспашку (100 %) на 13 %. Применение комплексной химизации увеличило этот показатель до 120 %.

• 5.    Совместное применение гербицидов, удобрений и инсектицидов обеспечивает повышение урожайности маслосемян рапса с 0,64 до 2,22 т/га, или в 3,5 раза относительно контроля (без химизации), при преимуществе ресурсосберегающей плоскорезной обработки почвы.

• 6.    Качество семян рапса по содержанию белка находилось в пределах 21,5– 23,0 %, а масличность – на высоком уровне – 44,4–46,3 %. При интенсивной технологии содержание белка и жира повышалось соответственно на 1,13 и 1,91 %. Остатков экотоксикантов в зерне не обнаружено.

• 7.    Из способов уборки рапса в лесостепи более эффективен двухфазный, с дозреванием валков до 9 суток. При однофазной уборке дозревание семян растянуто до 24 суток, десикация посевов сокращает сроки обмолота на 5–9 суток при снижении всхожести семян.

• 8.    В связи с высокой ценностью и экономической эффективностью рапса как культуры и предшественника на перспективу необходимо расширение его посевов в Омской области до 220–250 тыс. га, или 5–7 % от площади пашни, с концентрацией их в более увлажненных лесостепных агроландшафтах.