Урожайность масличных культур в зависимости от систем основной обработки почвы в севообороте

Введение. За последние годы в Российской Федерации значительно увеличились посевы масличных культур. Основное увеличение в РФ в 2011 г. по отношению к 2008 г. произошло за счет посевов подсолнечника (на 1414,9 тыс. га) и сои (482,05 тыс. га). В Южном федеральном округе и Краснодарском крае значительные изменения коснулись посевов сои и рапса – на 75,19 и 48,12 тыс. га и на 13,09 и 8,26 тыс. га в 2011 г. выше, чем в 2008 г. соответственно по культурам и регионам. Уровень урожайности масличных культур зависит от многих факторов, однако решающими являются природно-климатические. Например, засуха в 2010 г. способствовала снижению урожайности культур на треть. При этом немаловажным в формировании урожая масличных культур является система земледелия, в которой наряду с севооборотом обработка почвы является основополагающим агрономическим мероприятием оптимизации функционирования агроценозов.

В земледелии накоплен богатый разнообразный экспериментальный материал по вопросам изучения способов и глубин обработки всех видов почв в севооборотах. Но до сих пор спорным остается вопрос о необходимости и целесообразности вспашки, как самого затратного и радикального способа воздействия на почвенные процессы [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8]. Для масличных культур, которые в начальный период роста слабо конкурирует с сорняками, наибольшее значение имеют приемы обработки почвы, направленные на борьбу с засоренностью полей.

Приемы возделывания масличных культур разрабатывались во ВНИИМК П.Г. Семихненко, Д.С. Васильевым, П.Н. Ярославской, В.И. Мариным, В.Ф. Барановым и др. Однако эти исследования проводились в 50–80-е годы прошлого столетия и, в связи с изменяющимся климатом, эти разработки требуют существенной корректировки.

Материал и методы. В связи с этим особую актуальность приобрели исследования по минимизации обработки почвы под масличные культуры в севообороте, которые во ВНИИМК (г. Краснодар) проводились в 1971–2011 гг. на черноземе выщелоченном слабогумусном сверхмощном тяжелосуглинистом в стационарном опыте. В 1971–2004 гг. изучали следующие варианты систем основной обработки почвы:

• 1.    Интенсивная – отвальная вспашка на глубину 30–32 см под пропашные культуры и на 20–22 см под озимую пшеницу.

• 2.    Разноглубинная (контроль) – вспашка на глубину 20–22 см под пропашные культуры и лущение дисковыми боронами на 8–10 см под озимую пшеницу.

• 3    и 4. Минимальная – мелкая отвальная обработка почвы корпусным лущильником на глубину 12–14 см под пропашные и дисковая обработка (8–10 см) под озимую пшеницу с применением гербицидов и без них.

• 5.    Поверхностная (мелкая безотвальная) – под все культуры севооборота дискование почвы на глубину 8–10 см.

Данные варианты изучались в севообороте: подсолнечник–озимая пшеница– клещевина–озимая пшеница–сахарная свекла–озимая пшеница–соя–озимая пше-ница–многолетние травы 2 года–озимая пшеница. Во второй, третьей и четвертой ротациях в севообороте сократили поля под сахарной свеклой и многолетними травами. В четвертой ротации в севооборот были введены рапс озимый и яровой. Повторность во времени в первой ротации – 4-кратная, во второй и последующих – 3-кратная [9; 10; 11].

В четвертой ротации изучаемого севооборота (2005–2011 гг.) в связи с совершенствованием обрабатывающей техники и необходимостью изучения прогрессивных технологических приемов, используемых повсеместно сельскохозяйственными предприятиями, нами была произведена корректировка схемы опыта. Изучались следующие системы основной обработки почвы под масличные культуры (соя, рапс озимый и яровой) в севообороте: отвальная вспашка на 20–22 см (интенсивная); безотвальное рыхление на 25–27 см (разноглубинная); лущение дискатором БДМ 4х4 на 10–12 см (минимальная, мелкая безотвальная); лемешная обработка на 12–14 см (минимальная, мелкая отвальная); дисковое лущение на 6–8 см (по- верхностная). Под озимую пшеницу дисковая обработка (6–8 см) во всех вариантах опыта [12; 13; 14].

Результаты и обсуждение. В первой ротации севооборота на фоне предшествующей высокой культуры земледелия средняя урожайность подсолнечника при минимизации основной обработки почвы существенно не различалась (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность семян подсолнечника в зависимости от систем основной обработки почвы в севообороте

ВНИИМК

Система основной обработки почвы	Урожайность, т/га					От-клоне-ние от контроля, ± т/га
	1971– 1974 гг. (I ротация)	1982– 1984 гг. (II ротация)	1993– 1995 гг. (III ротация)	2001– 2003 гг. (IV ротация)	в среднем за четыре ротации
Интенсивная	3,08	2,93	2,91	1,91	2,71	0,05
Разно-глубинная (кон-(контроль)	3,05	2,94	2,74	1,92	2,66	0,00
Минимальная	3,05	2,90	2,70	1,84	2,62	-0,04
Минимальная без   гер бицидов	3,02	2,85	2,56	1,80	2,56	-0,10
Поверхностная	2,96	3,00	2,46	1,70	2,53	-0,13
НСР 05	0,06	0,12	0,21	0,11	-	-

Урожайность подсолнечника снизилась при поверхностной системе основной обработке почвы только в третьей и четвертой ротациях севооборота, что объясняется в основном увеличением засоренности посевов устойчивыми к треф-лану (и его аналогу) сорняками в третьей ротации на 8–27 %, а в четвертой – на 25– 46 % по сравнению с контролем. В четвертой ротации севооборота засоренность на всех вариантах была в 3,2–4,7 раза выше по сравнению с третьей ротацией.

На основании многолетних исследований установлено, что при использовании новых высокоэффективных гербицидов обычную вспашку на глубину 20–22 или 30–32 см, при отсутствии корнеотпрыско- вых сорняков, вполне возможно и целесообразно заменить более мелкой отвальной обработкой корпусным лущильником на глубину 12–14 см. При этом снижение урожайности культуры составит 0,4 ц/га, или 1,5 %, а расход горюче-смазочных материалов уменьшится на 35–40 %. Применение поверхностной системы основной обработки почвы, при условии эффективной борьбы с сорной растительностью, способствует уменьшению урожайности подсолнечника на 1,3 ц/га, или на 5,1 %, но за счет сокращения затрат полученный урожай культуры экономически будет оправдан.

Урожайность семян клещевины в первой ротации севооборота при минимальной системе основной обработки почвы не снижалась по сравнению с ежегодной вспашкой, а затраты на обработку почвы, при этом, уменьшались на 43–47 %. Отказ от применения гербицидов при минимальной системе основной обработки почвы способствовал снижению урожайности культуры на 43 %. Во второй ротации на сильно засоренных вариантах при поверхностной и минимальной (без применения гербицидов) системах основной обработки почвы клещевина была сильно угнетена сорняками и существенно снизила урожайность. При размещении клещевины в третьей и четвертой ротациях севооборота при минимальной и поверхностной системах основной обработки почвы получено существенное снижение урожайности. Под клещевину в севообороте наиболее эффективна основная обработка почвы на глубину 20–22 или 30– 32 см в зависимости от засоренности участка одно- или многолетними сорняками. Минимальные и поверхностная системы обработки почвы на глубину 8–14 см способствуют снижению урожайности культуры на 13–35 % (табл. 2).

В первой ротации севооборота при минимальной системе основной обработки почвы без применения гербицидов за счет сильной засоренности сорняками снижение урожайности сои составило 0,46 т/га, во второй ротации – 0,27 и в третьей – 0,13 т/га. При применении гербицидов и отсутствии многолетних корнеотпрысковых сорняков уменьшение глубины плужной обработки почвы с 30–32 до 12–14 см не снижало урожайности сои в течение трех ротаций севооборота. Это свидетельствует о том, что для сои решающим является не способ и глубина основной обработки, а поддержание посева в чистом от сорняков состоянии.

Таблица 2 Урожайность семян клещевины при различных системах основной обработки почвы в севообороте

ВНИИМК

Система основной обработки почвы	Урожайность, т/га					От-клоне-ние от контроля, ± т/га
	1973– 1976 гг. (I ротация)	1984– 1986 гг. (II ротация)	1997– 1999 гг. (III ротация)	2003– 2004 гг. (IV ротация)	в среднем за четыре ротации
Интенсивная	1,33	1,15	1,11	1,23	1,21	0,00
Разно-глубинная (кон-(контроль)	1,30	1,06	1,09	1,39	1,21	0,00
Минимальная	1,27	0,99	1,03	0,93	1,06	-0,16
Минимальная без   гер бицидов	0,74	0,53	0,91	0,98	0,79	-0,42
Поверхностная	1,17	0,92	0,97	1,05	1,03	-0,18
НСР 05	0,11	0,21	0,12	0,22	-	-

Наибольшая урожайность семян сои в четвертой ротации севооборота получена в вариантах с разноглубинной и интенсивной системами обработки почвы (1,73 и 1,62 т/га соответственно). Наименьший урожай получен в вариантах с использованием минимальных (мелкой безотвальной, мелкой отвальной) и поверхностной систем обработки почвы и составил 1,45– 1,51 т/га, или на 0,22–0,28 т/га ниже контроля (табл. 3).

В среднем за четыре ротации длительное применение минимальной и поверхностной систем обработки почвы способствовало снижению урожайности сои на 0,07–0,27 т/га, или 4–14 % по сравнению с разноглубинной и интенсивной системами основной обработки почвы, особенно ситуация усугубляется при отказе от применения гербицидов.

Таблица 3

Урожайность семян сои при различных системах основной обработки почвы в севообороте

ВНИИМК

Система основной обработки почвы*	Урожайность, т/га					Отклонение от контроля, ± т/га
	1977– 1980 гг. (I ротация)	1986– 1988 гг. (II ротация)	1995– 1997 гг. (III ротация)	2005– 2007 гг. (IV ротация)	в среднем за четыре ротации
Интенсивная	1,99	1,54	2,39	1,62	1,89	0,00
Разно-глубинная (кон- (контроль)	1,92	1,57	2,34	1,73	1,89	0,00
Минимальная	1,95	1,49	2,35	1,50	1,82	-0,07
Минимальная без   гер бицидов	1,46	1,30	2,21	1,51	1,62	-0,27
Поверхностная	1,86	1,34	2,20	1,45	1,71	-0,18
НСР 05	0,17	0,23	0,11	0,10	-	-

Примечание: * – в четвертой ротации схема была изменена.

Рапс озимый изучали только в четвертой ротации севооборота. Урожайность семян рапса озимого в среднем за 2007– 2009 гг. при интенсивной системе основной обработки почвы (отвальная вспашка, система полупара) была получена максимальная – 3,08 т/га. В остальных вариантах опыта урожайность семян варьировала на уровне 2,61–2,79 т/га. В 2007–2008 гг. складывались неблагоприятные условия для роста и развития рапса озимого, поэтому был получен низкий уровень урожайности, причем наибольшая урожайность семян здесь получена в вариантах с отвальными системами обработки почвы, так как здесь формировались оптимальные агрофизические свойства почвы для роста и развития растений, образования мощной корневой системы и значительного снижения уровня засоренности посевов (табл. 4).

Таблица 4

Влияние систем основной обработки почвы на урожайность семян рапса озимого

ВНИИМК, 2007–2009 гг.

Система основной обработки почвы	Урожайность, т/га				Отклонение от контроля, ± т/га
	2007 г.	2008 г.	2009 г.	среднее
Интенсивная	2,47	2,54	4,23	3,08	0,29
Разноглубинная (глубокая   безот вальная) – контроль	2,02	2,21	4,14	2,79	0
Минимальная (мелкая безотвальная)	1,99	1,80	4,34	2,71	-0,08
Минимальная (мелкая отвальная)	2,06	2,29	3,96	2,77	-0,02
Поверхностная	1,97	2,06	3,79	2,61	-0,18
НСР 05	0,09	0,25	0,30	-	-

Наибольшая урожайность семян, в благоприятном для роста и развития рапса озимого 2009 г., (4,34 т/га) получена в варианте с мелкой безотвальной обработкой почвы на глубину 12–14 см, а близкая в вариантах опыта с интенсивной системой основной обработки почвы с отвальной вспашкой и разноглубинной с глубокой безотвальной обработкой (контроль) – 4,23 и 4,14 т/га соответственно. В вариантах с корпусным (минимальная) и дисковым (поверхностная) лущением она была существенно ниже и составила 3,96 и 3,79 т/га соответственно.

Яровой рапс также был включен в изучение только в четвертой ротации севооборота. Отвальные обработки почвы в благоприятные по увлажнению 2009 и 2011 годы способствовали получению высокой урожайности семян этой культуры, при интенсивной системе основной обработки почвы – 1,96 и 1,76 т/га, а при минимальной (мелкой отвальной) – 1,72 и 1,73 т/га соответственно. Такой уровень урожайности культуры был обеспечен благодаря оптимизации агрофизических свойств верхних слоев почвы, снижению степени засоренности посева и т.д., способствующих формированию высокой продуктивности культуры (табл. 5).

Таблица 5

Влияние систем основной обработки почвы на урожайность семян рапса ярового

ВНИИМК, 2009–2011 гг.

Система основной обработки почвы	Урожайность, т/га				Отклонение от контроля, ± т/га
	2009 г.	2010 г.	2011 г.	среднее
Интенсивная	1,96	0,90	1,76	1,54	0,16
Разноглубинная (глубокая   безот вальная) – контроль	1,66	0,91	1,58	1,38	0,00
Минимальная (мелкая безотвальная)	1,60	0,98	1,59	1,39	0,01
Минимальная (мелкая отвальная)	1,72	0,98	1,73	1,48	0,10
Поверхностная	1,51	0,98	1,52	1,34	-0,04
НСР 05	0,20	0,11*	0,17	-	-

* – различия не существенны.

Заключение. На основании проведенных в 1971–2011 гг. исследований было установлено:

• 1.    В среднем за четыре ротации наибольший уровень урожайности семян подсолнечника и клещевины достигается при использовании интенсивной и разноглубинной систем основной обработки почвы в севообороте, а использование минимальных (с применением гербицидов и без) и поверхностной обработок почвы влечет за собой снижение урожайности подсолнечника на 0,04–0,13 т/га, или на 1,5–5,0 %, и клещевины на 0,16–0,42 т/га, или на 14–38 %.

• 2.    Урожайность сои в среднем за четыре ротации наибольшая (1,89 т/га) формируется также при интенсивной и разноглубинной системах основной обработки почвы, а при поверхностной и минимальной системах она снижается на 0,07–0,27 т/га соответственно. Возделывание сои при минимальных системах обработки почвы, особенно без применения гербицидов способствует снижению урожайности культуры на 15 % и более.

• 3.    Наиболее эффективной под рапс озимый и яровой является интенсивная система основной обработки почвы (отвальная вспашка), а в оптимальные по увлажнению годы (2009 г. для озимого и 2009 и 2011 гг. для ярового) – наряду с

интенсивной, минимальная (мелкая безотвальная и отвальная).