Влияние технологии подготовки предшественников на урожайность яровой пшеницы

Основные причины агрономического и экономического риска производства зерновых культур в ПавлодарскомПрииртышьи – это жесткие погодно-климатические условия и проблемы освоения современных технологий возделывания. Резкая континентальность климата, которая сопровождается частотой проявления засухи, не позволяет получать ежегодно ус-

тойчивый урожай. Ранее разработанные зональные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в новых условиях хозяйствования требуют коренного пересмотра по всем блокам, и особенное место отводится обработке почвы, т. к. она является универсальным средством воздействия на многие функции, химические и биологические свойства почвы, в значительной степени определяет трансформацию поступающих в почву растительных остатков и в конечном счете влияет на ее плодородие. Широко распространенные в сельхоз-формированиях области традиционные технологии выращивания сельскохозяйственных культур в современных экономических и экологических условиях не позволяют получать конкурентоспособную дешевую продукцию. При применении всех средств интенсификации применяемая на сегодняшний день традиционная технология требует значительных денежных (120-150 долл. США/га) и материально-технических средств. Эта технология является энергоемкой: так, на возделывание 1 га яровой пшеницы в четырехпольном зернопаровом севообороте требуется от 55 до 70 кг ГСМ, при этом основной расход ГСМ - до 60-70% приходится на обработку почвы. В связи с этим возрастает потребность в более совершенных технологиях обработки почвы [1-3].

Объекты и методы

В ТОО «Павлодарский НИИСХ» в период с 2009 по 2011 г. проводились исследования путем закладки полевых опытов, целью которых явились разработка технологии возделывания пшеницы на основе минимальной и нулевой обработки почвы. В схему опытов были включены технологии подготовки паровых полей: плоскорезная, минимальная и нулевая (гербицидный пар).

Плоскорезная (традиционная) технология подготовки раннего кулисного пара и посев яровой пшеницы :

• -    уборка предшественника на максимально допустимой высоте среза с разбрасыванием измельченной соломы по полю, ранневесенняя обработка почвы комбинированным агрегатом, I плоскорезная обработка на глубину 6-8 см (3-я декада мая), II плоскорезная обработка на глубину 8-10 см по мере отрастания сорняков, III плоскорезная обработка с одновременным посевом кулис (2-я декада июля), IV плоскорезная обработка межкулисных пространств на глубину 12-14 см, рыхление на глубину 20-22 см (1-я декада сентября);

• –    закрытие влаги при наступлении физической спелости почвы, предпосевная обработка на глубину заделки семян сеялкой СЗС-2,1, посев на глубину 5-6 см от дна бороздки во влажный слой почвы, норма высева - 2,4 млн всхожих зерен;

• –    уборка урожая: прямое комбайнирование при чистом от сорняков равномерном созревании хлебостоя в фазу полной спелости с копнением и вывозкой соломы.

Технология подготовки минимального пара и посев яровой пшеницы:

• -    уборка предшественника на максимально допустимой высоте среза с разбрасыванием измельченной соломы по полю, ранневесенняя обработка почвы комбинированным агрегатом, внесение 3 л/га глифосата (до фазы бутанизации осота, колошения овсюга), плоскорезная обработка на 8-10 см с одновременным посевом кулис во 2-й декаде июля;

• –    закрытие влаги при наступлении физической спелости почвы, предпосевная обработка 1,5-2,0 л/га глифосата за 5-7 дней до посева, посев с одновременным внесением рекомендованной дозы минеральных удобрений из расчета Р₂₀ кг/га на глубину 5-6 см от дна бороздки во влажной слой почвы, норма высева - 2,4 млн всхожих зерен, применение средств защиты растений с учетом видового состава сорных растений, вредителей и болезней;

• –    уборка урожая: прямое комбайнирование при чистом от сорняков равномерном созревании хлебостоя в фазу полной спелости с разбрасыванием измельченной соломы.

Технология подготовки нулевого пара и посев яровой пшеницы:

• -    уборка предшественника на максимально допустимой высоте среза с разбрасыванием измельченной соломы по полю;

• –    внесение 3 л/га глифосата опрыскивателем (до фазы бутанизации осота, колошения овсюга, выбрасывания метелки проса, 3-я декада июня) по мере необходимости опрыскивание гербицидами избирательного действия (при дождливой погоде во второй половине лета);

• –    предпосевная обработка глифосатом (1,5–2,0 л/га) за 5–7 дней до посева, посев сеялкой с долотообразными сошниками для прямого посева на глубину 5–6 см от дна бороздки во влажный слой почвы, норма высева – 2,4 млн всхожих зерен, применение средств защиты растений с учетом видового состава сорных растений, вредителей и болезней;

• –    уборка урожая: прямое комбайнирование при чистом от сорняков равномерном созревании хлебостоя в фазу полной спелости с разбрасыванием измельченной соломы.

Почвы участка каштановые нормальные легкие малогумусные среднемощные на супеси, типичные для второй зоны области. Содержание валовых форм азота – 0,22% и фосфора – 0,19%. Реакция почвенной среды близка к нейтральной. Объемная масса в слое почвы 0–30 см равна 1,39–1,55 г/см3.

2008/09 сельскохозяйственный год характеризовался как холодный и влажный, с недобором активных положительных температур и ливневыми осадками. 2009/10 сельскохозяйственный год – засушливый, с острой весенне-летней засухой. 2010/11 год характеризуется как средний с недобором осадков в весенний период. Весь широкий спектр погодных условий, характерных для условий северо-востока Казахстана, проявился в годы исследований.

Результаты исследований

Подавляющее количество механических обработок направлено на создание благоприятной для роста сельскохозяйственных культур плотности сложения почвы. Установлено, что для большинства культурных растений этот показатель равен 1–1,3 г/см3, что соответствует 50–60% общей порозности при порозности аэрации не ниже 15%. Параметры такого физического состояния почвы определяют возможные пределы минимализации обработки почвы в различных зонах ее применения. На этой основе открывается перспектива более широкого использования малозатратных агротехнологий [4–5].

Для супесчаных каштановых почв Павлодарского Прииртышья равновесной плотностью считается 1,39–1,55 г/см³, а оптимум для яровой пшеницы составляет 1,35–1,55 г/см³ [6]. Результаты проведенных исследовании показали, что объемная масса в слое 0–30 см каштановой супесчаной почвы по всем изучаемым предшественникам находилась в диапазоне оптимального показателя для яровой пшеницы (табл. 1). Динамика изменения объемной массы по горизонтам говорит о том, что по всем изучаемым предшественникам горизонт 10– 20 см уплотняется по отношению к верхнему. По раннему кулисному пару уплотнение составило 0,20 г/см³, по минимальному пару – 0,22 и по гербицидному – 0,19. Горизонт 20– 30 см по паровым предшественникам по сравнению со средним слоем разуплотняется в среднем на 0,03–0,07 г/см³, при этом наибольший показатель разуплотнения отмечен на варианте с гербицидным паром.

За период вегетации сельскохозяйственных культур почва приходит к состоянию, близкому к равновесному значению. Следует отметить, что объемная масса пахотного горизонта по всем изучаемым предшественникам имеет определенно выраженную сезонную динамику с тенденцией уплотнения от весны к осени. При этом слой почвы 0–10 см, который непосредственно подвергается воздействию различных факторов внешней среды, на всех изучаемых вариантах технологии за вегетационный период достигает уровня равновесной.

Таблица 1

Объемная масса слоя почвы 0–30 см перед посевом в зависимости от предшественников яровой пшеницы, 2009–2011 гг.

Предшественник (вид пара)	Объемная масса почвы, г/см3
	Горизонт
	0–10	10–20	20–30	0–30
Ранний кулисный	1,19	1,39	1,36	1,31
Минимальный	1,20	1,42	1,39	1,34
Гербицидный	1,22	1,41	1,34	1,32

Определение запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы по изучаемым предшественникам проводилось после схода снега и перед посевом. Полученные данные свидетельствуют о том, что технологии подготовки паровых предшественников оказали различное влияние на накопление влаги за счет осенне-зимних осадков. Существенное влияние оказали не приемы обработки почвы, а снегоулавливающая способность растительных остатков на поверхности почвы (табл. 2).

Во все годы проведения исследования наибольшие запасы продуктивной влаги в слое почвы 0–100 см после схода снега отмечены по гербицидному пару, где средний показатель составил 81,3% от НВ, что на 9,2 и 10,4% больше раннего кулисного и минимального паров соответственно. Однако из-за слабой водоудерживающей способности каштановых супесчаных почв происходят значительные потери запасов продуктивной влаги за время выжидания оптимальных сроков посева яровых зерновых.

Таблица 2

Динамика запасов продуктивной влаги в зависимости от технологии подготовки предшественников, 2009–2011 гг.

Предшественник (вид пара)	Запасы продуктивной влаги в 0–100 см слое, мм
	после схода снега				перед посевом
	2009	2010	2011	Среднее	2009	2010	2011	Среднее
Ранний кулисный	99,4	145,0	121,4	121,9	88,4	68,4	95,5	84,1
Минимальный	98,9	141,0	120,6	120,2	87,4	55,1	83,2	75,2
Нулевой пар	129,4	151,2	122,1	134,2	118,0	57,7	79,8	86,2
НСР 05	1,3	0,8	3,0	–	1,5	2,3	1,3	–

В среднем за три года потери влаги по предшественникам составили от 31,0 до 41,8% от исходного содержания.

Установлено, что в период формирования всходов состояние посевов почти полностью определяется влажностью верхнего пахотного слоя почвы (0–20 см). По данным А.Д. Копыт [7], в Казахстане в период формирования всходов запасы влаги менее 8 мм в слое почвы 0– 20 см не обеспечивают появления всходов, при запасах 18 мм в этом слое растения находятся в удовлетворительном состоянии, а оценку, близкую к «хорошей», они достигают при запасах в 40 мм. При характеристике данных влагозапасов слоя почвы 0–20 см в период посева необходимо отметить, что запасы почвенной влаги были на уровне неудовлетворительного показателя весной 2010 и 2011 гг. Особенно низкое содержание влаги было по гербицидному предшественнику, верхний слой почвы был иссушен вследствие интенсивного испарения и образования корки, в конечном счете появлялись изреженные и ослабленные всходы пшеницы на данном варианте опыта.

Преобладающими видами сорняков были: из многолетников – осоты, вьюнок полевой, полынь, пырей ползучий, из однолетников доминировали – щетинники, ежовник обыкновенный, виды щирицы, мелколепестник канадский и др. Наибольшее число видов сорняков относятся в порядке убывания к сложноцветным, злаковым, щирицевым, вьюнковым, маревым, реже гречишным, крестоцветным и др.

Сравнительный анализ засоренности опытных участков за годы проведения экспериментальных работ свидетельствует о том, что видовой и количественный составы сорной растительности зависят в большей степени от складывающихся погодных условий года, чем от вида предшественников. Так, оптимальные условия по водному и температурному режимам, которые сложились в 2009 г., способствовали частому проявлению волновой динамики прорастания семян сорных растений в течение всей вегетации яровой пшеницы по всем изучаемым предшественникам. Особенностью весеннего периода 2009 г. является то, что сложившиеся погодные условия способствовали массовому отрастанию как многолетних, так и ранних яровых сорных растений в предпосевной период, который по предшественникам со- ставил до 30,1 шт./м2 многолетних видов и до 14,0 шт./м2 однолетних видов. Проведением предпосевной обработки почвы сорняки были ликвидированы и в течение вегетации по всем изучаемым предшественникам находились ниже допустимого порога вредоносности, который составляет от 15 и более шт./м2. В засушливых условиях весеннего периода 2010 г. отмечалось недружное отрастание, особенно однолетних видов сорных растении, по всем изучаемым предшественникам, в большинстве в предпосевной период были представлены сорняки из группы многолетников, где доминирующим был вьюнок полевой. Численность по предшественникам колебалась от 9,0 до 13,4 шт./м2. Сорняки также были ликвидированы проведением предпосевной обработки почвы. Однако дожди, которые прошли во второй половине лета, способствовали частому отрастанию таких сорняков, как вьюнок полевой, щетинник, щирица и др., тем самым снижая эффективность проведенных мероприятий по всем предшественникам.

В остро засушливых условиях весеннего периода 2011 г., в ранневесенний период, отмечалась самая низкая всхожесть сорных растений по всем предшественникам, их численность по зонам составила от 1,0 до 4,0 шт./м2 .

На формирование урожайности яровой пшеницы существенное влияние оказали как сложившиеся погодные условия вегетационного периода, так и технологические приемы подготовки предшественников (табл. 3). Так, в 2009 г., когда в период активной вегетации (май – июль) при норме 88,0 мм выпало 175,5 мм, была сформирована наибольшая урожайность яровой пшеницы – 13,8–14,7 ц/га. Существенной разницы по изучаемым предшественникам не установлено.

В 2010 г. за май – июль выпало 82,4 мм, т. е. в пределах многолетней нормы, но распределение было крайне неравномерно. В мае выпало всего 3,0 мм, июньские осадки, которые превышали среднемноголетний показатель на 17,4 мм, выпали в третьей декаде месяца, и в июле выпало осадков в пределах нормы. Такое распределение осадков несколько снизило эффективность гербицидного пара, где урожайность пшеницы была ниже, чем по раннему кулисному пару, на 2,6 ц/га, а по минимальному – на 2,9 ц/га.

В 2011 г. за май – июль выпало 78,9 мм осадков. При этом май также был сухой – выпало всего лишь 5,4 мм. Максимум осадков выпало в июле, что в большинстве своем способствовал отрастанию подгона на посевах пшеницы и массовому развитию поздних видов сорных растений. При сравнении предшественников относительно более высокая урожайность получена по раннему кулисному пару, который был выше по сравнению с минимальным, гербицидным парами соответственно на 1,4 и 1,7 ц/га.

Таким образом, анализ проведенных исследований показывает, что по гербицидному пару, где в ранневесенний период не проводилось механическое закрытие влаги, в острозасушливый предпосевной период происходили значительные потери влаги с посевного слоя почвы, что способствовало получению изреженных всходов на данных вариантах опыта, в конечном счете более низкой урожайности. Поэтому с целью максимального сохранения влаги в посевном слое почвы в предпосевной период по всем предшественникам целесообразно проведение ранневесеннего закрытия влаги.

Таблица 3

Влияние предшественников на урожайность яровой пшеницы

Предшественник (вид пара)	Урожайность, ц/га
	2009 г.	2010 г.	2011 г.	Среднее
Ранний кулисный	14,1	14,8	9,0	12,6
Минимальный	13,8	15,0	7,6	12,1
Нулевой	14,7	12,1	7,3	11,4
НСР05, ц/га	2,3	1,9	0,3	–

Определение основных показателей качества зерна яровой пшеницы проводилось на приборе «Инфралюм ФТ-10».

Наиболее важными показателями при определении качества зерна яровой пшеницы являются количество и качество клейковины. Результаты определения показали, что по содержанию клейковины в зерне пшеницы существенной разницы по изучаемым предшественникам не установлено, средний показатель за три года находился в пределах 30,2–32,6%. Наиболее высокая масса 1000 зерен была сформирована на фоне минимальной технологии возделывания яровой пшеницы и составила 33,7 г, что в среднем на 2–4 г больше по сравнению с другими предшественниками.

Величина себестоимости яровой пшеницы по вариантам опыта за годы исследований колебалась от 10,3 до 13,2 долл. США. Расчеты экономической эффективности показали, что за эти годы с 1 га яровой пшеницы получен условно-чистый доход от 73,9 до 130,8 долл. США. Наибольший чистый доход получен на фоне плоскорезной технологии подготовки парового поля, однако все варианты опыта экономически оправданы.

Заключение

Таким образом, результаты наблюдений за объемной массой почвы показали, что она по вариантам опыта в годы проведения исследований находится в пределах оптимальных значений для яровой пшеницы, что свидетельствует о приемлемости минимальных обработок для каштановых супесчаных почв Павлодарского Прииртышья.

На формирование запасов продуктивной влаги существенное влияние оказали не приемы обработки почвы, а снегоулавливающая способность растительных остатков на поверхности почвы, где наибольшее их количество было на фоне гербицидного пара. За время выжидания оптимальных сроков посева теряется значительное количество почвенной влаги. Следовательно, с целью максимального сохранения накопленной влаги по всем предшественникам во все годы в ранневесенний период необходимо проведение работ по созданию мелкокомковатого мульчирующего слоя почвы. Результат достигается проведением закрытия влаги.