Влияние приемов основной обработки почвы на засоренность и урожайность посевов кукурузы в зернопаропропашном севообороте

Введение. Кукуруза относится к трем наиболее распространенным культурам, возделываемым в мировом земледелии. Эта важнейшая зерновая культура используется в пищу населением, в промышленном производстве, а также на кормовые цели.

В Российской Федерации кукуруза выращивается преимущественно на силос [1]. Растет также интерес к возделыванию кукурузы по зерновой технологии, площади которой в последние годы значительно увеличились.

В Красноярском крае площадь посева «королевы полей» резко сократилась в постсоветское время: с 277,8 тыс. га в период 1971–1980 гг. до 13,5 тыс. га в 2001–2010 гг. Но урожайность зеленой массы за вышеуказанный период возросла на 35 %, как за счет внедрения высокопродуктивных гибридов, так и за счет внедрения современных элементов технологии.

В настоящее время площадь посева под кукурузой в крае имеет тенденцию к увеличению. В 2014 г. она занимала 16,3 тыс. га; в 2015 г. – 18,0 тыс. га; в 2017 г. – около 20 тыс. га. Министерством сельского хозяйства Красноярского края ведется работа по стимулированию сельскохозяйственных товаропроизводителей региона к увеличению доли посевов кукурузы среди кормовых культур [2].

Красноярский край принято считать зоной рискованного земледелия.

Погодные условия Красноярского края не позволяют получить початок кукурузы полной спелости, но молочно-восковой – удается получить.

Как показывает опыт некоторых хозяйств, расположенных в южном территориальном округе края (ЗАО «Березовское» Курагинского района, ЗАО ПЗ «Краснотуранский» Краснотуранского района), выращивающих районированные раннеспелые гибриды кукурузы по зерновой технологии, силос, заложенный с початками молочно-восковой спелости, содержит до 0,28–0,32 к. ед.

Широкое внедрение ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы позволяет снизить затраты на производство продукции растениеводства [3, 4].

Отрицательной стороной ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы является усиление засоренности посевов сельскохозяйственных культур.

Считается, что рост урожайности кукурузы на 25 % зависит от качества обработки почвы, на 25 % – от подбора гибридов и на 50 % – от обеспеченности растений питательными элементами, защиты от вредителей, болезней и сорных растений [1].

В регионе практически не проводились исследования по оценке влияния различных приемов основной обработки почвы на формирование зеленой массы новых гибридов кукурузы. Специфика гидротермических условий земледельческой части Красноярского края накладывает существенный отпечаток на технологию возделывания кукурузы. Поэтому возникает острая потребность в разработке таких технологий, которые учитывали бы особенности природного состояния почвенно-климатической зоны Средней Сибири.

В связи с этим в учхозе «Миндерлинское» изучается влияние элементов ресурсосберегающей технологии основной обработки почвы на урожайность зеленой массы кукурузы.

Цель исследований : изучить влияние различных приемов основной обработки почвы на засоренность и урожайность посевов кукурузы.

Объекты и методы исследований. Исследования проведены в зернопаропропашном севообороте в полевом стационарном опыте на территории учебноопытного хозяйства «Миндерлинское» ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет».

Объект исследования – чернозем выщелоченный, характеризующийся повышенным содержанием гумуса (6,1–8,0 %), нейтральной реакцией почвенного раствора (рН – 6,1–7,0). Гранулометрический состав чернозема выщелоченного – тяжелосуглинистый.

Данный подтип характеризуется высокой суммой обменных оснований (55,0–60,0 мг-экв/100 г почвы).

В пахотном слое чернозема выщелоченного отмечено повышенное содержание подвижного фосфора (200–250 мг/кг почвы) и очень высокое обменного калия – более 150,1 мг/кг К 2 О.

Исследования выполнялись в севообороте со следующим чередованием культур: сидеральный пар – яровая пшеница – ячмень – кукуруза – яровая пшеница.

В опыте высевали гибрид кукурузы Катерина СВ.

Для изучения влияния различных приемов основной обработки почвы на засоренность и урожайность зеленой массы кукурузы был заложен полевой опыт.

Схема опыта включала в себя следующие варианты:

• 1.    Отвальная обработка (вспашка на 20–22 см).

• 2.    Безотвальная обработка (плоскорезное рыхление на 20–22 см).

• 3.    Минимальная обработка (дискование на 8–10 см).

• 4.    Без основной обработки почвы.

Общая площадь полевого опыта составляет 10 га. Повторность в опыте – 4-кратная. Срок посева кукурузы – 3-я декада мая. Норма высева семян кукурузы – 20 кг на один гектар.

В каждом варианте кукурузу высевали по двум фонам – без удобрений и удобренный. В качестве минеральных удобрений вносили аммиачную селитру в дозе 34,7 кг/га д.в.

В борьбе с однодольными и двудольными сорняками применяли гербицид элюмис, МД, доза которого соответствовала рекомендациям производителя. Агротехника возделывания кукурузы – общепринятая для данной земледельческой зоны.

В течение вегетационного периода был осуществлен комплекс полевых учетов и наблюдений, которые позволяют получить обоснованные результаты эффективности изучаемых систем основной обработки почвы:

• 1.    Засоренность посевов в период уборки урожая проводили количественно-весовым методом в 4-кратной повторности, размер учетной рамки – 1 м². Все сорняки выдергиваются, разбираются по видам растений и взвешиваются в сыром и сухом виде.

• 2.    Учет урожая зеленой массы кукурузы выполняли вручную посредством определения массы рас-

• тений с учетной площадки делянки в 4-кратной повторности. Показатели структуры урожая: количество початков, среднюю массу початка определяли с 10 растений.

• 3.    Математическая обработка результатов исследований проводилась по Б.А. Доспехову [5].

Результаты исследований. В начальный период вегетации кукурузы сорные растения росли неактивно в связи с тем, что июнь как в 2016 г., так и в 2017 г. характеризовался очень жаркой погодой, когда среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетние значения на 4,3–5,1 ºС. В этот же период отмечалось существенное снижение количества выпавших атмосферных осадков. Активный рост сорных растений во второй половине летнего периода по существу снивелировал эффективность мероприятий, направленных на снижение численности сорняков. Эти мероприятия проводились в начальный период роста и развития кукурузы, в связи с этим посевы кукурузы в период уборки урожая характеризовались значительной засоренностью.

Результаты учета засоренности посевов кукурузы в период уборки урожая представлены на рисунке 1.

Установлено, что фитосанитарное состояние посевов кукурузы на различных вариантах в полевом опыте неодинаковое. Так, максимальное количество малолетних сорных растений характерно для варианта, на котором основная обработка почвы не проводилась. Применение минимальной обработки (дискование на 8–10 см) хотя и снизило количество сорняков по сравнению с вышеупомянутым вариантом, тем не менее уровень засоренности посевов кукурузы остался очень высоким (209 шт/м2).

Самое низкое количество сорных растений отмечено на вариантах с проведением отвальной и плоскорезной обработок почвы (соответственно 78 и 60 шт/м2). Замена отвальной обработки почвы (вспашка на 20–22 см) на минимальную обработку (дискование 8–10 см) способствовала росту засоренности посевов кукурузы малолетними сорняками в 2,8 раза. Отказ же от проведения основной обработки почвы (нулевая обработка) повысил уровень засоренности малолетними сорняками в 4,5 раза по сравнению с отвальной вспашкой.

■ Без удобрений

■ Удобренный

Рис. 1. Засоренность посевов кукурузы малолетними сорными растениями в период уборки урожая, шт/м2

Обращает на себя внимание тот факт, что применение минеральных удобрений в виде аммиачной селитры устойчиво повысило количество малолетних сорных растений на всех изучаемых вариантах (см. рис. 1). При этом на варианте с отвальной вспашкой количество малолетних сорняков возросло в 1,7 раза по сравнению с неудобренным фоном, а на варианте с плоскорезным рыхлением – в 2,3

раза. В меньшей степени проявилось влияние внесения минеральных удобрений на рост численности сорняков на варианте с минимальной обработкой (в 1,2 раза) и при отказе от основной обработки почвы (в 1,3 раза) по сравнению с неудобренным фоном.

Видовой состав малолетних сорных растений на изучаемых вариантах с различными приемами основной обработки почвы представлен в таблице 1.

Основной видовой состав малолетних сорных растений при различных приемах основной обработки почвы

Таблица 1

Вариант	Фон	Видовой состав сорных растений
Вспашка отвальная	Без удобрений	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.), просо сорное ( Panicum miliaceum L.), овсюг обыкновенный ( Avena fatua L.), конопля сорная ( Cannabis ruderalis Janish.), щирица запрокинутая ( Amaranthus retroflexus L.), щетинник сизый ( Setaria glauca )
	Удобренный	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.), просо сорное ( Panicum miliaceum L.), овсюг обыкновенный ( Avena fatua L.)
Плоскорезное рыхление	Без удобрений	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.), просо сорное ( Panicum miliaceum L.), овсюг обыкновенный ( Avena fatua L.), щирица запрокинутая ( Amaranthus retroflexus L.)
	Удобренный	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.), просо сорное ( Panicum miliaceum L.), овсюг обыкновенный ( Avena fatua L.), щетинник сизый ( Setaria glauca )
Минимальная обработка	Без удобрений	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.), просо сорное ( Panicum miliaceum L.)
	Удобренный	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.))
Без обработки	Без удобрений	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.), просо сорное ( Panicum miliaceum L.)
	Удобренный	Куриное просо ( Echinochloa crusgalli (L.)

В большинстве своем видовой состав малолетних сорных растений представлен яровыми поздними – куринoe просо и просо сорноe.

Определение засоренности посевов кукурузы многолетними сорными растениями в период уборки урожая кукурузы показало, что на варианте с отвальной вспашкой многолетние сорные растения в посевах кукурузы отсутствовали.

Отказ от проведения основной обработки почвы способствовал существенному росту засоренности посевов кукурузы многолетними сорняками, которые были представлены вьюнком полевым и осотом розовым.

Результаты определения биологической массы сорных растений представлены в таблице 2.

Таблица 2

Вариант	Фон	Биологическая масса
		сырая	сухая
Вспашка отвальная	Без удобрений	190	57,0
	Удобренный	210	66,3
Плоскорезное рыхление	Без удобрений	230	65,7
	Удобренный	320	73,2
Минимальная обработка	Без удобрений	250	73,7
	Удобренный	290	95,2
Без обработки	Без удобрений	380	118,5
	Удобренный	1700	601,4

Биологическая масса сорных растений, г/м2

Этот показатель дает более полную и наглядную характеристику засоренности посевов и угнетения культурных растений в сравнении с количественным методом. Максимальная биологическая масса сорных растений отмечена на варианте без проведения основной обработки почвы.

Обращает на себя внимание тот факт, что применение минеральных удобрений повышало биологическую массу сорняков на всех изучаемых вариантах по сравнению с неудобренным фоном. Причем, в наибольшей степени рост биологической массы сорняков на удобренных фонах по сравнению с неудобренными отмечен на варианте без основной обработки почвы. В частности, если на других вариантах увеличение сырой биологической массы сорных растений изменялось от 20 г/м2 (вспашка отвальная) и до 90 г/м2 (плоскорезное рыхление), то на варианте без проведения обработки почвы этот показатель возрос на 1 320 г/м2. Прирост сырой биологической массы сорняков на этом варианте составил 347 % по сравнению с неудобренным фоном.

Еще в большей степени отмечено возрастание сухой массы сорняков на удобренном фоне по сравнению с неудобренным на варианте без проведения основной обработки почвы (на 408 %).

Таким образом, отказ от проведения отвальной вспашки способствует резкому повышению засоренности посевов кукурузы как в количественном, так и в весовом выражении. Внесение минеральных удобрений стимулирует рост засоренности посевов кукурузы на всех изучаемых вариантах.

Урожайность зеленой массы кукурузы является комплексным показателем взаимодействия изучаемых факторов.

Данные по изучению высоты растений кукурузы представлены на рисунках 2, 3.

Установлено, что высота растений кукурузы в период уборки урожая на изучаемых вариантах полевого опыта была неодинакова. В частности, ва-риант без основной обработки почвы во все годы исследований существенно уступал другим вариантам.

При внесении аммиачной селитры отмечено увеличение высоты растений кукурузы на всех вариантах полевого опыта.

Изученные варианты также различались по количеству початков, сформированных на одном растении кукурузы.

Минимальный показатель, характеризующий количество початков, сформированных на одном растении, получен на варианте без проведения основной обработки почвы и применения минеральных удобрений.

Количество початков, сформированных на одном растении кукурузы, существенно возрастает при внесении аммиачной селитры. Особенно заметно возросло количество початков, приходящееся на одно растение кукурузы, на варианте с отвальной вспашкой. Так, если на неудобренном фоне на одно растение кукурузы приходилось 1,2 початка, то при внесении минеральных удобрений этот показатель возрос до 2,1 шт. на одно растение кукурузы.

Рис. 2. Высота растений кукурузы в 2016 г., см

Без удобрений

Удобренный

Вспашка    Плоскорез    Дискатор Без обработки

Рис. 3. Высота растений кукурузы в 2017 г., см

Различные приемы основной обработки почвы оказали существенное влияние на урожайность зеленой массы кукурузы (рис. 4, 5).

Установлено, что в 2016 г. максимальная урожайность зеленой массы кукурузы получена на вариантах с отвальной вспашкой и плоскорезным рыхлением. Существенно уступал вариант с поверхностной обработкой и без проведения основной обработки.

Исследованиями установлено, что в 2017 г. наименьшая урожайность зеленой массы кукурузы получена также на варианте без применения мине- ральных удобрений и отказа от проведения основной обработки почвы (см. рис. 5).

Внесение аммиачной селитры позволило увеличить урожайность зеленой массы кукурузы в 2017 г. на всех вариантах полевого опыта. Причем на варианте с отвальной вспашкой продуктивность кукурузы возросла на 61,5 %, с плоскорезным рыхлением – на 41,0 % по сравнению с неудобренным вариантом. Замена отвальной вспашки на поверхностную обработку способствовало повышению этого показателя на 35,3 % на удобренном фоне по сравнению с неудобренным.

Рис. 4. Урожайность зеленой массы кукурузы с початками в 2016 г., ц/га

■ Без удобрений

■ Удобренный

Рис. 5. Урожайность зеленой массы кукурузы с початками в 2017 г., ц/га

На варианте же без проведения основной обработки почвы рост урожайности зеленой массы кукурузы составил 60,4 % по сравнению с неудобренным фоном этого же варианта.

Следует отметить, что на неудобренном фоне достоверная прибавка урожая зеленой массы кукурузы получена на варианте с плоскорезным рыхлением по сравнению с отвальной вспашкой.

Выводы

• 1.    Отказ от проведения основной обработки почвы способствует резкому повышению засоренности посевов кукурузы как в количественном, так и в весовом выражении.

• 2.    Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что наименьшая урожайность зеленой массы кукурузы получена на варианте без проведения основной осенней обработки почвы.

• 3.    Сравнительная оценка результатов исследований показала, что отказ от основной обработки почвы (как отвальной, так и безотвальной плоскорезной) является неэффективным с точки зрения возделывания кукурузы в зернопаропропашном севообороте на черноземах выщелоченных Красноярской лесостепи. В условиях вегетационных периодов 2016 и 2017 гг. наибольшая урожайность зеленой массы кукурузы получена на удобренном фоне при проведении отвальной вспашки на 20–22 см и плоскорезной обработки почвы на 20–22 см.

Внесение минеральных удобрений стимулирует рост засоренности посевов кукурузы на всех изучаемых вариантах полевого опыта.

Внесение аммиачной селитры увеличило урожайность зеленой массы кукурузы на всех вариантах полевого опыта по сравнению с неудобренным фоном. На варианте с отвальной вспашкой продуктивность кукурузы при внесении аммиачной селитры возросла на 61,5 %, с плоскорезным рыхлением – на 41,0 %, с минимальной обработкой – на 35,3 %. На варианте же без проведения основной обработки почвы рост урожайности зеленой массы кукурузы составил 60,4 % по сравнению с неудобренным фоном.