Влияние систем основной обработки почвы на засоренность посевов, урожайность и качество зерна озимой пшеницы в лесостепи Среднего Поволжья

Озимая пшеница – важнейшая зерновая культура, занимающая значительный удельный вес в структуре зерновых культур лесостепной зоны Среднего Поволжья. Однако урожайность ее остается невысокой. Основными причинами низкой урожайности озимой пшеницы является несовершенство технологии, включающее неправильный выбор приемов обработки почвы.

В связи с этим разработка оптимальной системы комплексного применения рациональных приемов основной обработки почвы и способов посева в сочетании с различными уровнями азотной подкормки, обеспечивающих получение высоких урожаев зерна продовольственного назначения в конкретном почвенном-климатическом регионе, имеет важное научно-практическое значение.

Цель исследований – разработать и научно обосновать энергосберегающие приемы возделывания озимой пшеницы на основе оптимизации зяблевой обработки почвы, способов посева и норм азотной подкормки с целью получения стабильных урожаев и качественного зерна озимой пшеницы.

Научные исследования проводились в 2008–2011 гг. в условиях стационарного полевого опыта кафедры общего земледелия и землеустройства ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в паровом звене восьмипольного зернопаротравяного севооборота со следующим чередованием культур: 1 – чистый пар, 2 – озимая пшеница, 3 – яровая пшеница, 4 – однолетние травы + клевер, 5 – 6 – клевер, 7 – озимая пшеница, 8 – яровая пшеница.

Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным, тяжелосуглинистым по гранулометрическому составу с содержанием гумуса – 6,5%, рН 4,8–4,9, обеспеченность азотом высокая, фосфором и калием – средняя.

Погодные условия 2008 г. характеризовались как благоприятные для роста и развития озимой пшеницы, 2009 г. – умеренно влажный, 2010 г – засушливый, 2011 г – умеренно влажный. Предшественником озимой пшеницы сорта Безенчукская 380 был чистый пар.

Схема опыта.

Фактор А – зяблевая обработка почвы: 1 – двухфазная отвальная на 25–27 см (контроль), 2 – двухфазная безотвальная на 25–27 см, 3 – минимальная (мелкая) на 10–12 см.

Фактор В – способы посева: 1 – рядовой посев сеялкой СЗ – 3,6 (контроль), 2 – разбросной посев сеялкой СШ – 3,5.

Фактор С – азотные подкормки: 1 – без удобрений (контроль), 2 – N₃₀ – в начале весенней вегетации, 3 – N₆₀ – в начале весенней вегетации, 4 – N₉₀ – в два срока: N₆₀ – в начале весенней вегетации + N₃₀ – выход в трубку озимой пшеницы, 5 – N₁₂₀ – в три срока: N₆₀ – в начале весенней вегетации + N₃₀ – выход в трубку озимой пшеницы + N₃₀ – в фазу колошения.

Повторность в опыте четырехкратная. Опыт заложен методом расщепленных делянок, размещение вариантов рендомизированное. Размер делянок первого порядка: длина – 50 м, ширина – 6 м. Общая площадь делянок – 300 м², учетная площадь – 200 м², ширина защитных полос между делянками – 2 м. Размер делянок второго порядка: длина 25 м, ширина 6 м. Общая площадь 150 м², учетная 100 м². Размер делянок третьего порядка: длина 5 м, ширина 6 м. Общая площадь 30 м², учетная 20 м².

Зяблевую обработку осуществляли в соответствии с установленной в опыте схемой, с предварительным лущением во всех вариантах на 6–8 см. Сев озимой пшеницы проводили рядовой сеялкой СЗ – 3,6 и разбросной Обь-4ЗТ.

В современных технологиях возделывания культур на обработку почвы приходится до 40% энергических и 25% трудовых затрат [4]. В этой связи сельскохозяйственному производству необходима эффективная научно обоснованная система обработки почвы, которая вместе с тем была бы более производительной и ресурсосберегающей [2, 5, 6].

В лесостепи Среднего Поволжья, где влага определяет плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, при обработке почвы необходимо добиваться оптимального сложения пахотного слоя, что является важным фактором, оказывающим влияние на водно-физические свойства и плодородие почвы [1].

Высокогумусированные черноземные почвы имеют равновесную плотность 1,0–1,3 г/см³, которая совпадает с оптимальной для зерновых культур, что позволяет уменьшить интенсивность и глубину основной обработки этих почв. Наименьшая плотность сложения перед посевом, при физической спелости почвы и перед уборкой озимой пшеницы во все годы исследований в пахотном слое наблюдалась в вариантах с отвальной обработкой почвы – 1,03–1,14 г/см³, в то время как в вариантах с безотвальным рыхлением она составила – 1,09 –1,14 г/см³, а с минимализированной зябью – 1,11–1,20 г/см³, которая не выходит за пределы оптимальных значений для озимой пшеницы и свидетельствует о возможности замены отвальной зяблевой обработки почвы на менее энергоемкую минимальную.

В годы проведения опыта различные системы зяблевой обработки почвы черного пара не оказали существенного влияния на запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы. Перед посевом запасы продуктивной влаги в варианте со вспашкой составили 198,6мм, с безотвальной обработкой – 195,9 мм и минимальной – 200,6 мм; в фазу колошения озимой пшеницы – 105,8 мм , 111,2 мм и 113,3 мм соответственно.

При определении запасов продуктивной влаги перед уборкой выявлена та же закономерность.

В почвенно-климатических условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья на примере Пензенской области при выполнении всех этапов технологии возделывания возможно получение стабильных урожаев зерна озимой пшеницы Безенчукская 380.

Одним из факторов, сдерживающих рост урожайности сельскохозяйственных культур является засоренность посевов (таблица).

Таблица

Засоренность озимой пшеницы в зависимости от систем зяблевой обработки почвы
и способов посева (2008–2011 гг.)

Результаты исследований показали, что применение различных систем зяблевой обработки чистого пара и способов посева приводит к значительному изменению засоренности посевов озимой пшеницы. В среднем за все годы исследований в фазу полных всходов наибольшее количество сорняков в посевах было на вариантах двухфазной безотвальной и минимальной обработках почвы – 10,5 – 14 шт./м² при массе 4,3 – 5,7г/м², в то время как на контроле (двухфазная отвальная) – только 6,5 шт./м² при массе 3,2 г/м² (таблица).

Разбросной посев озимой пшеницы снижал засоренность посевов в фазу всходов на 2,7 шт./м², что объясняется дополнительным их подрезанием во время посева и более дружным появлением всходов.

При рассмотрении засоренности посевов в зависимости от погодных условий установлено, что в оптимально-увлажненных условиях (2008-2011 гг.) посевы засоряются сильнее при безотвальной и поверхностной обработках почвы по сравнению с контролем.

Засоренность посевов озимой пшеницы перед уборкой подтверждает ту же закономерность, что и в фазу всходов. Также отмечалось преимущество двухфазной отвальной обработки почвы в снижении засоренности, количество сорняков составило 13,5 шт./м² при массе 20,8 г/м². На вариантах с безотвальной и минимальной обработкой почвы численность сорняков увеличивалась до 19,0 – 23,5 шт./м² при массе 25,5 – 31,5 г/м². Разбросной посев озимой пшеницы снижал количество сорняков перед уборкой на 19,3%, и массу на 17,5%.

Системы зяблевой обработки почвы существенного влияния на урожайность не оказали. Урожайность озимой пшеницы варьировала в зависимости от зяблевой обработки почвы в пределах – 3,27–3,35 т/га.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что минимальная основная обработка черного пара практически не снижает урожайность озимой пшеницы по сравнению с двухфазной отвальной зябью. Более существенное влияние на урожайность культуры оказали способы посева и дозы азотной подкормки.

Разбросной способ посева в сравнении с рядовым повышал урожайность озимой пшеницы в среднем на 0,29 т/га.

Наибольшая урожайность (3,49–3,76 т/га) на всех фонах зяблевой обработки почвы отмечается на вариантах при разбросном способе посева в сочетании с уровнем азотной подкормки от 60 до 90 – 120 кг д. в. на га. Увеличение азотной подкормки с 60 до 90 – 120 кг/га д. в. не приводит к существенному повышению урожайности озимой пшеницы.

Производство высококачественного зерна пшеницы может быть основано лишь на выращивании сортов, обладающих комплексом ценных технологических свойств, и прежде всего – сильных пшениц. Помимо генотипа важное значение в улучшении качества зерна пшеницы имеет технология выращивания, позволяющая наиболее полно реализовать возможности, заложенные в генотипе [3].

Результаты исследований показали, что погодные условия способствуют в значительной степени изменению процессов накопления белка в зерне. За годы исследований на всех вариантах опыта белковость зерна на контроле составила 12,7 – 13,0%, на вариантах с проведением азотной подкормки в начале весенней вегетации озимой пшеницы в дозе 30 кг/га д.в. – 13,9 – 14,3%, при применении разовой подкормки 60 кг/га д.в. и дробной подкормки в дозе 90 – 120 кг/га д.в. – 14,8 – 15,5%. Увеличение дозы азотной подкормки с 60 до 120 кг/га д.в. на всех вариантах обработки почвы и способах посева не приводило к существенному увеличению белковости зерна озимой пшеницы.

По всем изучаемым вариантам опыта количество клейковины изменялось в пределах 25,6 – 30,6%. Наибольшее её количество отмечено в зерне озимой пшеницы, полученной при проведении азотной подкормки в дозе 60 – 120 кг/га д.в. Качество клейковины на всех вариантах опыта варьировало в пределах 70 – 82 ед. ИДК, т.е. относилось к 1 и 2 группам.

Лучшее зерно озимой пшеницы по количеству и качеству клейковины формировалось на всех вариантах опыта с применением разовой дозы азотной подкормки 60 кг/га д.в. и дробном внесении в дозе 90 – 120 кг/га д.в.. Увеличение дозы азотной подкормки с 60 до 120 кг/га д.в. не приводило к существенному увеличению клейковины в зерне озимой пшеницы.

Энергетическая оценка позволяет определить эффективность отдельных приёмов и приоритетное направление в производстве той или иной культуры.

Наибольший коэффициент энергетической эффективности – 3,38 был получен на варианте с минимальной обработкой почвы при разбросном способе посева с внесением в подкормку N₆₀ кг/га д.в. аммиачной селитры в начале весенней вегетации.

Литература:

1. Бакулова, И.В. Формирование урожайности и зимостойкости сортов озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания в условиях лесостепи Среднего Поволжья: автореф. дис. канд. с.-х. наук / И.В. Бакулова. – Пенза, 2007. – 22с.

2. Безуглов, В.Г. Минимальная обработка почвы / В.Г. Безуглов, Р.М. Гафуров // Земледелие. – 2002. - №4. – С. 21-22.

3. Войтович, Н.В. Влияние элементов технологий возделывания зерновых культур на качество зерна / Н.В. Войтович, В.Ф. Кирдин, Н.А. Полев // Проблемы повышения качества зерна пшеницы и других зерновых культур: сб. научных трудов. – М.: Россельхозакадемия, 1998. – С. 36-44.

4. Казаков, Г.И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография / Г.И. Казаков. – Самара: Самарская государственная сельскохозяйственная академия, 2008. – 251с.

5. Кащеев, А.Н. Севообороты и обработка почвы в интенсивном земледелии: учебное пособие / А.Н. Кащеев, А.Н. Орлов. – Пенза: РИО ПГСХА, 2007. – 153с.

6. Орлов, А.Н. Ресурсосберегающие системы зяблевой обработки почвы в современном земледелии / А.Н. Орлов, С.В. Богомазов, В.В. Манейлов // Нива Поволжья. – 2007. - №2 (3). – С. 17-20.