«Назначение настоящей книги не в том, чтобы силком тянуть к знанию, а привлечь внимание к данной области, показать, что здесь действительно интересно, только читатель об этом не догадывается»
Академик П.Л. Капица
Выпуск №5 (85) 2020 г.
ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020
№ 5 (85)
Агрономия
УДК 633.11:631.321:631.81(470.56)
Основные факторы влияния на продуктивность яровой мягкой пшеницы в степной зоне Южного Урала*
Яровая мягкая пшеница в Оренбургской области по посевным площадям в структуре пашни занимает первое место, кроме того, она самая востребованная культура. Яровая мягкая пшеница хорошо изучена в области, однако в связи с различными формами собственности и организацией фермерских (крестьянских) хозяйств, а также с глобальным и локальным изменением за последние годы климата многие агротехнические приёмы её возделывания требуют корректировки и научной проработки. Например, большой интерес для производства представляют повторные и даже бессменные посевы, недостаточно изучены эффективность минеральных удобрений, особенно в условиях часто повторяющихся засух, роль предшественников как в действии, так и в последействии. Практически не изучены причины снижения урожайности культуры в результате почвоутомления и т.д. [1 – 3].
Все эти и другие агротехнические приёмы нами изучены в длительном стационарном исследовании за 30 лет, которые охватывают всё многообразие погодных условий.
Материал и методы исследования. С 1990 по 2019 г. исследования проводились в бывшем ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ. В стационарном опыте изучались 6-польные севообороты с чёрными кулисными парами под озимые и яровую твёрдую пшеницу, почвозащитный и сидеральный пары только под твёрдую пшеницу, яровая мягкая пшеница изучалась в последействии паров.
Предшественниками яровой мягкой пшеницы в 6-польных севооборотах также были кукуруза на силос, просо и горох, в 2-польных беспаровых она чередовалась с яровой твёрдой пшеницей и возделывалась бессменно.
Под основную отвальную вспашку на глубину 25 – 27 см вносили N40P40 кг д.в. на 1 га.
Технология возделывания яровой мягкой пшеницы – принятая для зоны исследования.
Наблюдения в стационарном опыте проводились по Б.А. Доспехову [4].
Опытный участок представлен чернозёмом южным карбонатным малогумусным тяжелосуглинистым с содержанием гумуса в слое 0 – 30 см почвы 3,2 – 4,0 %, подвижного фосфора – 1,5 – 2,5, обменного калия – 30 – 38 мг на 100 г почвы.
По данным Оренбургского гидрометцентра, среднемноголетнее количество осадков за с.-х. год составляет 367 мм, температура воздуха – 3,6 °С, число суховейных дней – 54. Эти показатели за 1990 – 2019 гг. составляли 377 мм, 5,7 °С и 63 дня соответственно.
В вегетационный период (май – август) осадков выпадает, по среднемноголетним данным, 155 мм, фактически на опытном участке за 30 лет выпало 139 мм. Зимний период стал теплее обычного на 3,3 °С, а за с.-х. год – на 2,1 °С.
Результаты исследования. Продуктивность яровой мягкой пшеницы в первую очередь зависит от погодных условий, из них выпадению осадков, а особенно (за последние годы) температурному режиму воздуха отводится главнейшее место. Так, за с.-х. год в течение 30 лет температура воздуха повысилась на 2,1 °С, в зимний период – на 3,3 °С; резкие среднесуточные перепады температуры составляют 20 – 25 °С (в вегетационный период ночью 5 – 10, днём – до 30 – 35 °С и выше), что создаёт стрессовую ситуацию для растений, и вместо интенсивного развития наблюдается замедленный рост растений. Например, в 2014 г. в опыте по экологическому испытанию сорта яровой твёрдой пшеницы харьковской и оренбургской селекции под влиянием больших перепадов температуры сформировали урожайность всего 2 – 3 ц с 1 га, однако урожайность пшеница самарской селекции по труднообъяснимым причинам достигла в таких же условиях 18 – 20 ц с 1 га.
Кроме резких перепадов температуры отмечается существенное изменение атмосферного давления воздуха, его относительной влажности, а выпадение ливневых осадков проходит с активной ветровой деятельностью, что приводит к большим испарениям влаги из почвы.
В результате таких изменений в погодных условиях яровая мягкая пшеница только 6 лет была подвержена слабой засушливости (1,0 – 1,3), когда урожайность составила от 15 до 19 ц, 14 лет – очень сильной (0,4 – 0,7) засушливости, урожайность – от 6 до 14 ц, и 6 лет развивалась фактически в условиях пустыни (<0,4), урожайность – от 1 до 5 ц с 1 га [5 – 7]. Последствием жесточайшей засухи 2010 г. стало отсутствие урожайности мягкой пшеницы, а в 2015 г. урожайность составила всего от 0,7 до 0,9 ц с 1 га. За годы исследований на урожайность яровой пшеницы оказывала влияние в основном ранне-весенняя засуха, а 2018 – 2019 гг. – холодная засуха.
Одним из факторов, влияющих на урожайность пшеницы, является фон питания. За 30 лет возделывания прибавка зерна от удобренного фона отмечена только в течение 9 лет, из них 5 лет – во влажные годы и 4 года – в засушливые. Наибольшая прибавка была равна соответственно 7,7 и 5,0 ц с 1 га. В остальные годы эффекта от удобрения не было, и даже наблюдалось снижение урожайности до 5,0 ц с 1 га [8, 9].
Причиной снижения урожайности на удобренном фоне в засушливые годы является повышенная концентрация почвенного раствора, во влажные – избыточное содержание нитратного азота в почве, которое приводит к увеличению соотношения соломы к зерну.
Наиболее благоприятные условия для пшеницы (табл. 1) сложились в первой ротации севооборотов (1990 – 1995 гг.) Влияние предшественников на её урожайность было практически одинаковым, за исключением кукурузы и бессменного посева по причине более высокой засорённости поздними малолетними сорняками. Наибольшая прибавка зерна от удобрений отмечена в последействии чёрного и почвозащитного паров – соответственно 2,8 и 2,6 ц с 1 га, а в среднем по всем предшественникам она составила 1,5 ц с 1 га.
1. Урожайность яровой мягкой пшеницы по ротациям севооборотов в зависимости
от предшественника и фона питания, ц с 1 га
Предшественник
Ротация севооборота
Средняя урожайность за 5 ротаций
Прибавка зерна от удобрений + или –
1-я (1990 – 1995 гг.)
2-я (1996 – 2001 гг.)
3-я (2002 – 2007 гг.)
4-я (2008 – 2013 гг.)
5-я (2014 – 2019 гг.)
Яровая твёрдая пшеница по чёрному пару (К)
20,2
17,4
13,8
12,0
7,6
5,2
8,6
7,2
7,7
7,8
11,6
9,9
+1,7
Яровая твёрдая пшеница по почвозащитному пару
20,0
17,4
13,8
12,5
8,3
6,3
10,3
9,6
8,0
8,0
12,1
10,8
+1,3
Яровая твёрдая пшеница по сидеральному пару
19,0
17,7
13,5
12,2
8,3
7,1
9,9
8,3
7,9
7,7
11,8
10,6
+1,2
Кукуруза на силос
17,9
16,5
12,6
12,2
7,8
6,9
10,8
9,6
8,1
8,0
11,3
10,6
+0,7
Просо
19,2
17,2
13,3
11,2
7,9
6,8
10,9
9,7
8,1
7,6
11,9
10,5
+1,4
Горох
19,0
18,5
13,9
12,0
8,6
7,2
12,5
10,9
7,9
7,8
12,4
11,3
+1,1
Яровая твёрдая пшеница по мягкой пшенице
18,9
18,4
11,4
11,4
8,2
6,3
7,8
6,1
6,6
6,3
10,6
9,7
+0,9
Бессменный посев яровой мягкой пшеницы
18,0
16,7
10,4
10,7
7,4
6,4
7,2
6,4
6,6
5,9
9,9
9,2
+0,7
Средняя урожайность по предшественникам
19,0
17,5
12,8
11,8
8,0
6,5
9,7
8,4
7,6
7,3
11,4
10,3
+1,1
Прибавка зерна по ротациям + или –
+1,5
+1,0
+1,5
+1,3
+0,3
+1,1
Примечание: над чертой – удобренный фон, под чертой – неудобренный фон.
Во второй ротации (1996 – 2001 гг.) по предшественникам бессменный посев пшеницы и чередование её в 2-польном севообороте урожайность яровой мягкой пшеницы была заметно ниже, чем по остальным предшественникам, особенно на удобренном фоне. Эффект от удобрения на первых вышеуказанных предшественниках отсутствовал. Прибавка зерна в среднем по всем предшественникам в этой ротации получена 1,0 ц с 1 га
Несмотря на низкую урожайность пшеницы и практически одинаковую по всем предшественникам в третьей засушливой ротации (2002 – 2007 гг.), отмечен заметный эффект от удобренного фона. Максимальная прибавка зерна пшеницы от него составила 2,4 и 2,0 ц с 1 га в последействии чёрного и почвозащитного паров соответственно, а в среднем по всем предшественникам – 1,5 ц с га.
В четвёртой ротации (2008 – 2013 гг.) лучшим предшественником для пшеницы оказался горох, её урожайность на удобренном фоне составила 12,5 ц, на неудобренном – 10,9 ц с 1 га. Наиболее низкий сбор отмечался на обоих фонах питания в бессменном посеве, в 2-польном севообороте и в последействии чёрного пара. Прибавка зерна пшеницы от удобрений была минимальной – 0,8 ц в бессменном посеве, максимальной – 1,6 ц с 1 га по гороху, а в среднем по всем предшественникам – 1,3 ц с 1 га (рис. 1).
Рис. 1 – Урожайность яровой мягкой пшеницы по ротациям севооборотов на удобренном и неудобренном фонах питания (в среднем по предшественникам)
Особенность пятой ротации (2014 – 1019 гг.) заключалась в отсутствии от удобренного фона эффекта и одинаковая урожайность по всем предшественникам, кроме бессменного посева пшеницы и в 2-польном севообороте, где она была несколько меньше. В этой ротации получена самая низкая прибавка зерна – 0,3 ц с 1 га.
В среднем за пять ротаций севооборотов прибавка урожайности яровой мягкой пшеницы от предшественников на обоих фонах питания оказалась равноценной, за исключением её бессменного посева и в 2-польном севообороте, когда урожайность была ниже. Самая низкая прибавка зерна пшеницы от удобренного фона отмечена после кукурузы и в бессменном посеве, а наиболее высокая – в последействии чёрного пара, соответственно 0,7 ц, 0,7 и 1,7 ц с 1 га. В среднем по всем предшественникам и за 5 ротаций она составила 1,1 ц с 1 га.
Одним из факторов снижения урожайности пшеницы в отдельные годы стало поражение её бурой листовой ржавчиной, а в 2003 г. в сравнении с обработкой посевов снижение составило до 15,0 ц с 1 га.
Впервые на чернозёмах южных нами установлено почвоутомление посевов яровой мягкой пшеницы, которое проявилось при бессменном возделывании в сильной степени, в 2-польном севообороте – в средней и в 6-польном – в слабой степени [1, 10].
В последние годы на продуктивность яровой мягкой пшеницы оказывает влияние и человеческий фактор, но в большей степени – отсутствие надлежащей материально-технической базы, особенно современной техники.
Выводы
1. На продуктивность яровой мягкой пшеницы оказывают влияние следующие факторы:
– погодные, которые сводятся к повышению температуры воздуха за с.-х. год на 2,1 °С, в зимний период – на 3,3 °С, в вегетационный период – к резким среднесуточным её перепадам, выпадению осадков ливневого характера, активной ветровой деятельности и увеличению суховейных дней с относительной влажностью 30 % и ниже.
2. За 30 лет исследований пшеница 6 лет была подвержена слабой засушливости, 3 года – умеренной, 14 лет – сильной и 6 лет – условиям пустыни.
Существенная прибавка зерна яровой мягкой пшеницы от удобренного фона за 1990 – 2019 гг. получена 9 лет и составила во влажные годы за 5 лет до 7,7 ц, в засушливые – 4 года до 5,0 ц с 1 га, а в целом по всем предшественникам за 5 ротаций – 1,1 ц с 1 га.
3. Основной причиной снижения урожая пшеницы в засушливые годы является дефицит влаги в почве и повышенная концентрация почвенного раствора, во влажные годы – избыток нитратного азота.
4. Бессменный посев пшеницы в течение 30 лет и возделывание её по твёрдой пшенице в 2-польном севообороте незначительно уступает по урожайности вышеприведённым предшественникам и составляет соответственно 9,6 и 10,9 ц с 1 га.
На урожайность яровой мягкой пшеницы при бессменном её посеве оказывает влияние впервые установленное нами на чернозёмах южных почвоутомление в сильной степени, в 2-польном севообороте – в средней и в 6-польном севообороте – в слабой степени.
№ 5 (85)
