Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 4 (84)

УДК 633.11«324»:631.5(470.63)

Влияние предшественников, условий минерального питания и местоположения в рельефе на урожайность озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края

А.И. Хрипунов, канд. с.-х. наук; Е.Н. Общия, ст. науч. сотрудник

ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ

Производство продовольственного зерна является ведущим направлением сельскохозяйственной отрасли Ставрополья и в значительной мере определяет развитие других отраслей. По сравнению с предреформенным десятилетием валовой сбор зерна озимой пшеницы в 2008 – 2017 гг. увеличился более чем в 2 раза и достиг 6,35 млн т.

Место озимой пшеницы как главной культуры региона определяется не только большим удельным весом в структуре посевных площадей и валовых сборов зерна, но и ценностью её как предшественника для целого ряда других востребованных рынком культур. Это имеет исключительно большое значение для их рационального размещения в севообороте, наиболее эффективного использования земли и более детального приспособления агротехнологий к меняющемуся климату, рельефу и почвенному покрову [1 – 3].

Существенные изменения климатических условий в последнее время вызывают необходимость пересмотра существующих границ агроклиматических зон и ареалов возделывания различных полевых культур и более детальной адаптации к природным особенностям [4–6].

Поэтому для получения устойчивых урожаев озимой пшеницы и принятия обоснованных хозяйственных решений проведение исследований, направленных на адаптивность основной зерновой культуры к плодородию таксонов и рельефу в таксономических единицах Ташляндского ландшафта байрачных лесостепей, имеет большое научное и практическое значение [7, 8].

Цель исследования заключалась в выявлении влияния некоторых предшественников и условий минерального питания на урожайность озимой пшеницы на различных таксонах ландшафта в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.

Материал и методы исследования. Исследование проводили в ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Экспериментальный полигон «Агроландшафт» расположен в верховьях бассейна р. Кизиловки и относится к урочищу Балки Ташлянского ландшафта байрачных лесостепей, входящего в состав природно-территориального комплекса «Ставропольская возвышенность». Склоновые земли от 2° до 5° занимают 80 % его территории, а в основу его организации положена ландшафтная структура, подразумевающая рассмотрение в таксонометрических единицах ранга подурочищ, отличающихся топографией, положением на геохимической катене, крутизной, плодородием, подстилающими породами. Ландшафтное картирование полигона выявило: A₁ – подурочище окраины плакора; A₂ – подурочище верхней части склона; A₃ – подурочище нижней части склона.

Характеристика почвенного покрова и рельефа участка: таксон A₁ содержит 2,3 % гумуса, Р₂О₅ – 10 мг/кг, K₂О – 133 мг/кг, мощность профиля – 59 см, балл бонитета – 37, характер рельефа – плакор; таксон A₂ содержит 3,2 % гумуса, Р₂ О₅ – 21 мг/кг, K₂О – 205 мг/кг, мощность профиля – 81 см, балл бонитета – 45, характер рельефа – склон коренной; таксон A₃ содержит 3,7 % гумуса, Р₂О₅ – 10 мг/кг, К₂ О – 223 мг/кг, мощность профиля – 71 см, балл бонитета – 48, характер рельефа – склон коренной.

Районированный сорт озимой пшеницы ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» Багира (Скифянка × Альбатрос одесский × Украинка одесская) в опыте размещали после гороха на зерно, озимого рапса и озимой пшеницы на удобренном и неудобренном фонах. Это среднеранний сорт универсального типа, предназначен для выращивания на интенсивных и полуинтенсивных предшественниках, обеспечивает удовлетворительный урожай на низких агрофонах. Потенциальная урожайность составляет 10 т/га. Для сорта характерны средняя морозостойкость, зимостойкость выше средней, высокая жаростойкость и засухоустойчивость. Сорт Багира обладает комплексной устойчивостью к грибным болезням. По качеству зерна соответствует ценной пшенице. Негативно реагирует на ранние сроки сева.

В опыте применялась рекомендованная для зоны неустойчивого увлажнения агротехника возделывания полевых культур. Общая площадь делянки 72 м ², учётная – 18 м ². Повторность опыта – трёхкратная. Минеральные удобрения в виде нитроаммофоски в дозе N₄₀Р₄₀K₄₀ применялись под предпосевную культивацию. Опыт заложен по 3-факториальной схеме: A₃ B₂ C₃.

Фактор A – местоположение в рельефе:

1 – почвы плакора, чернозём обыкновенный, слабогумусированный, щебенчато-супесчаный (лёгкий суглинок), крутизна 1,3°;

2 – почва коренных склонов, 3° Ю-В экспозиции, чернозём обыкновенный, слабогумусированный, супесчаный, легкосуглинистый;

3 – почва склонов речных долин, 3,4° Ю-ЮВ экспозиции, чернозём обыкновенный, среднемощный, среднесуглинистый.

Фактор B–система удобрений, включает два варианта:

1 – естественное плодородие почвы;

2 – средние дозы минеральных удобрений (N₄₀Р₄₀K₄₀).

Фактор C–предшественники:

1 – горох;

2 – озимый рапс;

3 – озимая пшеница.

Летне-осенний период 2014 г. был очень засушливым: ГТК с июля по октябрь составил 0,53. Осенние месяцы характеризовались пониженным температурным режимом и значительным недобором осадков. Среднемесячная температура сентября была ниже нормы (1981 – 2010 гг.) на 4,9 °С, октября – на 2,5 °С и ноября – на 1,6 °С. Осадков выпало в сентябре 45 %, в ноябре – 35 % от нормы. Весенне-летний период 2015 г. с апреля по июнь в целом характеризовался как умеренно влажный (ГТК = 1,24), но апрель был очень засушливым (ГТК = 0,09), а июнь засушливым (ГТК = 0,74).

2015/16 сельскохозяйственный год также характеризовался очень засушливым летне-осенним периодом (ГТК = 0,30). Недобор осадков в сентябре составил 68 %, а в октябре выпало осадков 19 % от нормы. 8 – 9 октября отмечались первые заморозки в воздухе и на почве (до -4 °С). Апрель был жарким и засушливым (ГТК = 0,48), а май и июнь – избыточно увлажнёнными (ГТК – соответственно 2,19 и 1,40).

В осенний период 2016 г. сложились благоприятные условия для проведения сева и получения всходов озимых зерновых культур. Так, по м.ст. Ставрополь за сентябрь выпало 61 мм осадков, что составляло 130 % от нормы. Причём основное их количество (52 мм) выпало в 3 — й декаде сентября, т.е. перед посевом. При пониженном температурном режиме воздуха (-2,7 °С) за октябрь выпало 84 % осадков, а за ноябрь – 75 %. Май и июнь 2017 г. в целом были влажными и тёплыми (ГТК – соответственно 3,9 и 1,44), что обеспечило хорошее развитие растений.

Таким образом, во все годы исследования октябрь показал себя как месяц получения всходов, характеризовался пониженным температурным режимом, а большинство лет – значительным недобором осадков в осенние месяцы. Зима была тёплой. Возобновление весенней вегетации было ранним, так как температура в марте превышала норму на 1,0 – 2,5 °С. Апрель был засушливым, а май и июнь – достаточно увлажнёнными.

Влажность почвы и запасы продуктивной влаги определяли термостатно-весовым методом. Учёт урожая и его структуры проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [9]. Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью пакета прикладных программ SPSS V24.0.

Результаты исследования. Перед уходом в зиму содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы по предшественникам в среднем за три года составляло 88 – 110 мм, а по таксонам – 89 – 104 мм, т.е. было удовлетворительным и существенно различалось между первым и вторым таксоном (табл. 1). По годам её наличие существенно различалось. Самое большое содержание влаги отмечено осенью 2016 г. по предшественникам – 116 – 159 мм, по таксонам – 125 – 158 мм, а самое минимальное – в 2015 г., соответственно 39 – 59 и 45 – 50 мм.

1. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы перед уходом в зиму по предшественникам на различных таксонах ландшафта в среднем за 2015 – 2017 гг., мм

Предшественник	Таксон			Среднее(по предшественнику)	p (по предшественнику)
	A1	A2	A3
Горох (1)	80,5	92,6	90,9	88,0	1 – 2	0,028
Озимый рапс (2)	103,3	120,1	106,8	110,1	p2 – 3	0,032
Озимая пшеница (3)	83,3	99,6	84,7	89,2	p1 – 3	0,658
Среднее по таксону	89,0	104,1	94,1
р (по таксону)
pA1 – A2	0,042
pA2 – A3	0,065
pA1 – A3	0,087

Примечание. Здесь и далее: р–значимость различий между сравниваемыми группами (U-критерий Манна–Уитни).

К началу весенней вегетации продуктивные запасы влаги в метровом слое почвы в среднем по предшественникам и таксонам различались незначительно (109 – 121 мм) и пополнялись за зимний период на 11 – 24 мм. При максимальных осенних запасах влаги (116 – 159 мм), как, например, в 2016 г., её запасы к весне не пополнялись, а на отдельных таксонах и предшественниках, наоборот, наблюдалось уменьшение содержания продуктивной влаги. Тогда как при удовлетворительных осенних запасах (88 – 110 мм), как, например, в 2014 г., за зимний период накопление влаги составило 31 – 47 мм.

Ранее нашими исследованиями установлено, что пополнение запасов влаги в метровом слое почвы к весне зависит от её содержания в осенний период, интенсивности выпадения осадков в холодное время за ноябрь – март и глубины промерзания почвы [10].

Во все фазы роста и развития озимой пшеницы и на всех фонах питания количество стеблей увеличивалось от менее к более плодородному участку, т.е. возрастало от A₁ к A₃. От фазы кущения до полной спелости зерна количество стеблей на контроле уменьшалось по таксонам на 12,3 – 21,3 %, по предшественникам – на 14,2 – 18,7 %, а на удобренном фоне – соответственно на 24,7 – 26,5 и 21,7 – 31,7 %. По сравнению с окраиной плакора (A₁) стеблестой к уборке увеличивался в верхней части склона (A₂) на 29,5 шт/м ², или на 8,3 %, в нижней (A₃) – на 38,5 шт/м ², или на 10,8 %.

Динамика стеблестоя озимой пшеницы в среднем по предшественникам и фонам питания свидетельствует о том, что максимальное количество стеблей к уборке озимой пшеницы отмечено на таксоне A₃ 393,5 шт/м ², минимальное – на A₁ 355,0 шт/м ². Улучшение условий минерального питания способствовало увеличению количества стеблей в фазу колошения на 7,4 – 30,9 % и полной спелости зерна на 16,6 – 22,6 % и существенно различалось между фонами питания по фазам развития в различных ландшафтных условиях (табл. 2).

2. Динамика стеблестоя озимой пшеницы по таксонам ландшафта на разных фонах питания (среднее по предшественникам и годам), шт/м ²

В среднем по таксонам и фонам питания количество продуктивных стеблей к уборке в посевах озимой пшеницы по предшественникам составляло: горох – 416 шт/м ², озимый рапс – 368 шт/м ² и полупар – 349 шт/м ². По сравнению с повторным посевом озимой пшеницы увеличение стеблестоя к полной спелости зерна в среднем по фону питания по озимому рапсу составило 19 шт/м ², или 5,4 %, по гороху – 67 шт/м ², или 19,2 %. Чем хуже предшественник, тем больше достоверных различий в стеблестое между фонами питания в различные фазы развития растений (табл. 3).

3. Динамика стеблестоя озимой пшеницы по предшественникам на разных фонах питания (среднее по таксонам ландшафта и годам), шт/м ²

Урожай озимой пшеницы по предшественнику горох составлял в среднем по фону на контроле 3,63 т/га, а на удобренном варианте – 4,55 т / га. Прибавка от удобрений в среднем равнялась 0,92 т/га, колеблясь от 0,64 на A₁ до 1,11 т/га на A₂. Максимальный урожай зерна сформировался на таксоне A₃ (4,65 т/га), минимальный – на окраине плакора A₁ (3,16 т/га). Достоверные различия в урожайности наблюдались по фону питания по всем предшественникам, а по предшественникам – между горохом и полупаром. По таксонам урожайность озимой пшеницы существенно различалась между A₁, и A₂ и A₃ (табл. 4).

4. Урожай зерна озимой пшеницы по предшественникам в зависимости от фона питания и местоположения в ландшафте в среднем за 2015 – 2017 гг., т/га

По предшественнику озимый рапс урожай зерна озимой пшеницы на варианте с внесением удобрений достиг 4,11 т/га, а на контроле – 3,43 т / га. Внесение удобрений способствовало увеличению урожайности по этому предшественнику в среднем на 0,68 т/га. Максимальная отдача от удобрений была на таксоне A₂ (0,98 т/га). Самый большой урожай зерна (4,55 т/га) получен на A₃, а минимальный – на окраине плакора (2,48 т/га).

В повторных посевах озимой пшеницы урожай зерна в среднем по фону на контроле составлял 2,76 т/га, а на удобренном фоне – 3,86 т/га. Прибавка от удобрений была равна в среднем 1,10 т / га. Наибольший урожай зерна получен на таксоне A₂ (3,84 т/га), наименьший – на окраине плакора A₁ (2,29 т/га). По влиянию на величину урожая озимой пшеницы предшественники расположились в следующем порядке: горох на зерно (4,09 т/га), озимый рапс (3,77 т/га) и озимая пшеница (3,28 т/га). В среднем по предшественникам прибавка от удобрений на A₁ составляла 0,54 т/га, на A₂ – 1,09 т/га и A₃ – 1,05 т/га, а в среднем по таксонам по гороху – 0,92 т/га, озимому рапсу – 0,68 т/га и полупару – 1,10 т/га.

При анализе структуры урожая озимой пшеницы по таксонам и фонам питания прослеживалась тенденция увеличения почти всех её элементов от менее к более плодородному таксону. При практически равной урожайности различия в структуре урожая между A₂ и A₃ заключались в нивелировании некоторого повышения количества стеблей и числа зёрен в колосе на A₃ незначительным уменьшением массы 1000 зёрен.

На удобренных вариантах к уборке количество продуктивных стеблей было в среднем больше, чем на контроле, на 18,7 %, число зёрен в колосе – 2,0 %, масса 1000 зёрен – 4,3 % и масса зерна с 1 колоса – 6,4 %. Достоверные различия между неудобренным и удобренным фонами по таксонам ландшафта наблюдались только по количеству продуктивных стеблей к уборке (табл. 5).

5. Влияние условий минерального питания на формирование элементов структуры урожая озимой пшеницы по таксонам ландшафта за 2015 – 2017 гг., (среднее по предшественникам)

Выводы. Во все годы исследования октябрь проявил себя как месяц получения всходов, характеризовался пониженным температурным режимом, а большинство лет – значительным недобором осадков в осенние месяцы и удовлетворительными запасами продуктивной влаги в почве перед уходом в зиму. Во все фазы роста и развития озимой пшеницы и на всех фонах питания количество стеблей, как и большинство элементов структуры урожая, увеличивалось от менее к более плодородному участку. По сравнению с окраиной плакора (A₁) стеблестой к уборке увеличивался в верхней части склона (A₂) на 8,3 %, а в нижней (A₃) – на 10,8 %. Максимальное количество продуктивных стеблей к уборке озимой пшеницы отмечено на таксоне A₃, минимальное – на A₁.

Урожайность озимой пшеницы зависела от предшественника, внесения минеральных удобрений и местоположения в агроландшафте. Наибольшее влияние на величину урожая озимой пшеницы среди предшественников оказал горох на зерно. В среднем по предшественникам самую высокую прибавку от удобрений продемонстрировало подурочище верхней части склона A₂ – 1,09 т/га. В среднем по таксону урожайность озимой пшеницы минимальной была на A₁ и практически одинаковой на A₂ и A₃. Количество продуктивных стеблей к уборке, число зёрен в колосе, масса 1000 зёрен и масса зерна с 1 колоса на удобренных вариантах в среднем были больше, чем на контроле.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-84-4-48-53

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 4 (84), стр. 48-53

Аннотации