Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 2 (82)
Агрономия
УДК:633.15:631.582 (470.56)
Урожайность кукурузы на силос в севооборотах и при бессменном возделывании в зависимости от предшественника на двух уровнях интенсификации в степной зоне Южного Урала*
В.Ю. Скороходов, канд. с.-х. наук
ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
Изучение продуктивности (урожайности) кормовых культур (кукурузы) в засушливых условиях Оренбургской области ведётся в краткосрочных опытах, что делает информацию необъективной, так как в период проведения исследований могут быть благоприятные годы, или, наоборот, засушливые [1 – 6]. Многолетние исследования имеют приоритет, так как охватывают многообразные погодные условия [7]. Выпавшие осадки и температурный режим оказывают непосредственное влияние на урожайность кормовых (в частности, кукурузы) культур, а в острозасушливые годы урожайность полностью зависит от них [8].
В виду сложившихся природно-климатических условий в степной зоне Южного Урала ассортимент кормовых культур ограничен в связи с нестабильной урожайностью по годам [9].
Исследования, проведённые Ю.В. Кафтаном и др., показали, что наибольшая урожайность кукурузы на силос на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья отмечается в сидеральном, зернопаропропашном севооборотах и при бессменном возделывании [10].
Для обеспечения прочной кормовой базы в животноводстве и увеличения производства сбалансированных кормов рекомендуется почвозащитный (занятый летним посевом суданской травы) севооборот с кукурузой на силос [11].
Цель исследования – определить потенциальные возможности и уровень урожайности кукурузы на силос в шестипольных севооборотах за пять ротаций (монокультуры в течение 30 лет), установить её зависимость от предшественника и фона питания.
Материал и методы исследования. Объектом исследования являлась кукуруза на силос при возделывании по разным предшественникам и в последействии различных видов пара (чёрный кулисный, почвозащитный, сидеральный), а также при бессменном возделывании.
Расположение опытного участка – 51.775125° с.ш. 55.306547° в.д.
Почва опытного участка характеризуется чернозёмом южным на тёмно-бурых карбонатных древнеаллювиальных опесчаненных суглинках. Отмечается присутствие карбонатов в метровом слое в виде псевдомицелия и бурное вскипание от действия соляной кислоты с поверхности почвы.
Объёмная масса верхнего пахотного слоя почвы (0 – 30 см) имеет значение 1,14 г на 1 см3. Участок под опытом однороден, содержание гумуса (по Тюрину) в верхнем пахотном слое почвы составляет 3,2 – 4,0 %, общего азота – 0,20 – 0,30 %, доступного фосфора (по Мачигину) – 1,5 – 2,5 мг на 100 г почвы, и обменного калия (по Бровкиной) – 30 – 38 мг.
По многолетним данным Оренбургской метеообсерватории, среднегодовое количество осадков составляет 393 мм (основная их масса выпадает в тёплый период года с апреля по октябрь). Гидротермический коэффициент (ГТК) равен 0,70, что указывает на засушливость вегетационного периода и низкую обеспеченность растений влагой. В холодный период высота снежного покрова достигает уровня 50 см и более, с промерзанием почвы на глубину более 65 см.
Размер делянок с кукурузой на силос в севооборотах на удобренном фоне составляет 3,6 × 30 м (108 м2), на неудобренном – 3,6 × 60 м (216 м2). Размер делянок с кукурузой на силос в двупольном севообороте и при бессменном возделывании на удобренном фоне равен 7,2 × 30 м (216 м2), на неудобренном – 7,2 × 60 м (432 м2).
Схема эксперимента представлена следующими вариантами:
I – чёрный кулисный пар под озимую рожь: А (озимая рожь) – В (яровая твёрдая пшеница) – С (кукуруза на силос) – Д (яровая мягкая пшеница) – Е (ячмень);
II – чёрный кулисный пар под твёрдую пшеницу: В – Д – С – Д – Е;
III – почвозащитный пар: В – Д – С – Д – Е;
IV – сидеральный пар: В – Д – С – Д – Е;
V – яровая твёрдая пшеница: кукуруза на силос;
VI – бессменный посев кукурузы на силос.
Результаты исследования. При формировании урожайности сельскохозяйственные культуры, а в частности кукуруза на силос, в степной зоне Южного Урала зависят от погодных условий (температурного режима и выпавших осадков). В засушливые годы при небольшом выпадении или отсутствии осадков применение всех агротехнических приёмов приводит к нулевому результату.
В первой ротации севооборотов (табл. 1) отмечалось превышение осадков, выпадающих за с.-х. год, на 27 мм по отношению к среднемноголетним данным, и увеличение на 1,4 °С температуры воздуха и осадков на 15 мм относительно среднемноголетних данных.
1. Метеоусловия за годы проведения исследования, в среднем по ротациям севооборотов
(на основе данных Оренбургского гидрометцентра)
Показатель
Средне
многолетние данные
Ротация, годы
Среднее за пять ротаций (1990 – 2019 гг.)
1-я
1990 – 1995
2-я
1996 – 2001
3-я
2002 – 2007
4-я
2008 – 2013
5-я
2014 – 2019
Количество осадков, мм
155
367
166
394
148
382
147
421
132
351
109
346
140
379
Температура воздуха, °С
19,1
3,6
18,5
5,0
19,7
5,3
19,5
6,3
21,3
5,7
20,0
4,5
19,8
5,4
Примечание: над чертой – за период вегетации, под чертой – за сельскохозяйственный год.
В третьей ротации рост температуры воздуха составлял 2,7 °С, наблюдалось увеличение выпавших осадков на 54 мм. В четвёртой ротации температура воздуха превысила среднемноголетние значения на 2,1 °С при недоборе осадков (за этот же период) 16 мм. В пятой ротации выпало на 25 мм меньше осадков с превышением температуры воздуха на 0,6 °С относительно среднемноголетних значений.
На рисунке 1 отмечен спад выпавших осадков от первой ротации к пятой. На фоне снижения осадков отмечалось повышение температуры воздуха.
Рис. 1 – Метеорологические условия вегетационного периода по ротациям севооборотов
В среднем за пять ротаций шестипольных севооборотов, 15 ротаций двуполья и 30 лет исследований кукурузы на силос в монокультуре урожайность зелёной массы без применения удобрений составляла 14,1 – 15,8 т с 1 га в зависимости от действия и последействия предшественников (табл. 2).
2. Урожайность кукурузы на силос без применения удобрений в зависимости от предшественника
Севооборот, бессменный посев
Предшественник
Урожайность, т с 1 га
ротация, годы
среднее за пять ротаций (1990 – 2019 гг.)
1-я
1990 – 1995
2-я
1996 – 2001
3-я
2002 – 2007
4-я
2008 – 2013
5-я
2014 – 2019
С чёрным паром под озимые
твёрдая пшеница
30,4
14,7
10,8
12,0
11,1
15,8
С чёрным паром под твёрдую пшеницу
мягкая пшеница
28,6
15,4
10,4
12,6
10,7
15,5
С почвозащитным паром
мягкая пшеница
28,6
15,6
11,9
12,3
10,3
15,7
С сидеральным паром
мягкая пшеница
27,3
14,5
14,0
12,1
10,6
15,7
Двупольный с твёрдой пшеницей
твёрдая пшеница
24,5
10,9
11,5
13,1
10,4
14,1
Кукуруза на силос (бессменно)
кукуруза на силос
28,3
10,8
11,5
13,3
11,7
15,1
В нашем исследовании при возделывании кукурузы на силос в последействии различных видов паров без применения минеральных удобрений (обычный фон) в среднем за 1990 – 2019 гг. была получена примерно одинаковая урожайность зелёной массы – от 15,5 до 15,8 т с 1 га. Кукуруза на силос, возделываемая бессменно, не снижает своей урожайности в сравнении с возделыванием её в севооборотах. Урожайность силосной массы кукурузы в монокультуре за 30 лет исследования (в среднем) на фоне без применения удобрений составляла 15,1 т с 1 га. Снижение урожайности кукурузы отмечалось при возделывании её в двупольном севообороте с яровой твёрдой пшеницей. Урожайность кукурузы в двуполье составляла 14.1 т с 1 га. Максимальная урожайность зелёной массы получена в первой ротации севооборотов (1990 – 1995 гг.) в последействии чёрного пара под озимые на фоне без применения удобрений, составив 30,4 т с 1 га.
В пятой ротации севооборотов отмечался самый низкий уровень урожайности зелёной массы кукурузы по всем вариантам опыта. Снижение урожайности кукурузы в пятой ротации объясняется засушливыми условиями в годы проведения исследования. Засушливые условия 2002 – 2007 гг. также отрицательно повлияли на формирование урожайности в третьей ротации севооборотов.
Применение минеральных удобрений увеличивает урожайность зелёной массы кукурузы. Так, на удобренном фоне в сравнении с неудобренным в среднем за пять ротаций урожайность кукурузы повысилась в последействии чёрного пара под озимые и почвозащитного на 0,9 т, чёрного пара под твёрдую пшеницу – на 0,5 т, сидерального – на 1,3 т с 1 га (табл. 3).
3. Урожайность кукурузы на силос с применением удобрений в зависимости от предшественника
Севооборот, бессменный посев
Предшественник
Урожайность, т с 1 га
ротация, годы
среднее за пять ротаций (1990 –2019 гг.)
1-я
1990 – 1995
2-я
1996 – 2001
3-я
2002 – 2007
4-я
2008 – 2013
5-я
2014 – 2019
С чёрным паром под озимые
твёрдая пшеница
32,8
15,2
13,2
10,6
11,7
16,7
С чёрным паром под твёрдую пшеницу
мягкая пшеница
28,1
15,8
12,7
12,3
11,2
16,0
С почвозащитным паром
мягкая пшеница
27,5
17,3
15,1
12,1
11,2
16,6
С сидеральным паром
мягкая пшеница
29,9
16,0
14,1
13,1
11,7
17,0
Двупольный с твёрдой пшеницей
твёрдая пшеница
21,9
10,8
11,1
11,4
10,8
13,2
Кукуруза на силос (бессменно)
кукуруза на силос
29,3
12,3
13,0
11,9
13,8
16,1
При возделывании кукурузы бессменно в течение 30 лет средняя урожайность на удобренном фоне превышала на 1,0 т с 1 га в сравнении с неудобренным.
В двупольном севообороте (в течение 15 ротаций) нами отмечалось снижение урожайности кукурузы в среднем за 1990 – 2019 гг. на двух фонах питания относительно шестипольных севооборотов и монокультуры. В свою очередь, на удобренном фоне в двупольном севообороте получен самый низкий сбор зелёной массы кукурузы – 13,2 т с 1 га, что меньше на 0,9 т с 1 га в сравнении со среднемноголетней, полученной на фоне без применения минеральных удобрений. Кукуруза бессменно при применении минеральных удобрений увеличивала урожайность зелёной массы до уровня возделываемой в севооборотах и даже превышала показатель относительно неудобренного фона.
На рисунке 2 представлен график уровня урожайности кукурузы, возделываемой на силос, в последействии различных предшественников и в зависимости от фона питания, на котором видно преимущество в продуктивности при применении удобрений.
Рис. 2 – График уровня урожайности кукурузы на силос в последействии различных предшественников в зависимости от фона питания (средняя за 1990 – 2019 гг.)
Выводы
1. Наиболее благоприятные условия для роста, развития и получения высокой урожайности зелёной массы создаются при выращивании кукурузы в севооборотах.
2. Кукуруза на силос имеет положительную реакцию на применение минеральных удобрений.
3. Возделывание кукурузы на силос бессменно (в течение 30 лет) не ведёт к снижению урожайности. Урожайность монокультуры находится на уровне полученной в севообороте.
Литература
1. Будилов А.П., Воскобулова Н.И. Продуктивность и кормовая ценность зернофуражных культур в степной зоне Южного Урала // Вестник мясного скотоводства. 2012. № 2 (76). С. 88 – 92.
2. Будилов А.П. Возделывание зерновых и зернобобовых культур на корм и зернофураж в Оренбургской области // Вестник мясного скотоводства. 2013. № 2 (80). С. 108 – 115.
3. Воскобулова Н.И., Будилов А.П. Химический состав и питательная ценность сельскохозяйственных культур в одновидовых и смешанных посевах // Повышение эффективности сельскохозяйственного производства в степной зоне Урала: матер. междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 75-летию Оренбургского НИИСХ. Оренбург, 2012. С 289 – 294.
4. Результаты сортоиспытания кукурузы для выращивания на силос в Оренбургском Предуралье /А.А. Неверов, Н.И. Воскобулова, А.П. Будилов [и др.] // Вестник мясного скотоводства. 2012. № 2 (76). С. 107 – 111.
5. Совершенствование приёмов выращивания кукурузы в двупольном севообороте в условиях центральной зоны Оренбургской области / Г.Ф. Ярцев, В.В. Безуглов, Р.К. Байкасенов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 4 (78). С. 74 – 76.
6. Воскобулова Н.И., Неверов А.А., Верещагина А.С. Экономическая эффективность применения регуляторов роста в технологии возделывания кукурузы на зерно // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 3 (65). С. 44 – 46.
7. Сравнительная оценка продуктивности кормовых культур на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья / Н.А. Максютов, В.М. Жданов, В.Ю. Скороходов [и др.] //Вестник мясного скотоводства. 2014. № 4 (87). С. 101 – 104.
8. Эффективность бессменных посевов кукурузы и сорго на силос на чернозёмах южных степной зоны Южного Урала / Н.А. Максютов, В.М. Жданов, В.Ю. Скороходов [и др.] //Вестник мясного скотоводства. 2014. № 3 (86). С. 108 – 114.
9. Сидоров Ю.Н., Докина Н.Н. Выращивание культуры сорго на корм в зоне сухой степи Оренбургской области // Вестник мясного скотоводства. 2011. Вып. 64 (3). С. 103 – 108.
10. Урожайность кукурузы и сорго на силос в зависимости от предшественника на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья / Ю.В. Кафтан, В.Ю. Скороходов, Д.В. Митрофанов, В.Н. Жижин [и др.] // Вестник мясного скотоводства. 2013. № 1 (79). С. 123 – 125.
11. Скороходов В.Ю., Кафтан Ю.В. Продуктивность севооборотов с кукурузой на силос и их экономическая эффективность в степной зоне Южного Урала // Вестник мясного скотоводства 2016. № 4 (96). С. 165 – 170.
№ 2 (82)
